Усовершенствование техники редактирования генома
Кастомизированное редактирование генома — возможность редактировать нужные последовательности ДНК для добавления, удаления, активации или подавления конкретных генов — имеет огромный потенциал для применения в медицине, биотехнологии, пищевой промышленности и сельском хозяйстве.
В статье, опубликованной в Molecular Cell, исследователи из Университета штата Северная Каролина и их коллеги изучили шесть ключевых молекулярных элементов, которые помогают управлять этой системой редактирования генома, известной как CRISPR-Cas.
Доктор Родольф Баррангу и доктор Чейз Байзел из NC State используют CRISPR-Cas для нацеливания на определенные последовательности ДНК в бактериях и в человеческих клетках. CRISPR расшифровывается как «короткие палиндромные повторы, регулярно расположенные группами», а Cas — это семейство генов и соответствующих белков, связанных с системой CRISPR, которые специфически нацеливаются и разрезают ДНК зависимым от последовательности образом.
По сути, как говорят авторы, бактерии используют эту систему в качестве защитного механизма и иммунной системы против нежелательных захватчиков, таких как вирусы. Теперь эту же систему исследователи используют для быстрого и более точного нацеливания на определенные гены для редактирования.
«Эта статья проливает свет на то, как работает CRISPR-Cas, — сказал Баррангу. — Если сравнить эту систему с пазлом, эта статья показывает, каковы некоторые части системы и как они сцепляются друг с другом. Что более важно, мы выясняем, какие части важны структурно или функционально — а какие нет».
Система CRISPR-Cas стремительно распространяется среди исследователей по всему миру, которые ищут новые способы манипулирования генами. Баррангу говорит, что результаты статьи позволят исследователям повысить специфичность и эффективность нацеливания на ДНК, создавая предпосылки для более точных генетических модификаций.
Работа Баррангу и Байзела открывает перспективы для манипулирования релевантными бактериями для использования в пищевых продуктах — например, для создания более безопасных и эффективных пробиотиков для йогурта — а также в модельных организмах, используемых в сельском хозяйстве, включая редактирование генов в сельскохозяйственных культурах для повышения их устойчивости к болезням.
Совместная работа с Caribou Biosciences, стартап-биотехнологической компанией из Калифорнии, иллюстрирует, по словам исследователей, фокус этих двух лабораторий NC State на преодолении разрыва между промышленностью и академической наукой, а также коммерческий потенциал CRISPR-технологий.