Высокоэффективный инструмент редактирования генов ускорил поиск лекарств в грибах

Исследователи из Университета Райса под руководством инженера Шерри Гао применили технологию мультиплексного базового редактирования (MBE) для одновременного изменения нескольких участков в геномах грибов. Это заставило грибы активнее производить биологически активные природные соединения, в том числе ранее неизвестные науке.

Ключевые результаты:

• Технология MBE сократила сроки исследований более чем на 80% — с примерно трех месяцев до двух недель по сравнению с редактированием одного гена.
• В одном эксперименте генетически модифицированные штаммы грибов Aspergillus nidulans произвели 30 природных соединений, 5 из которых оказались новыми.
• Эти новые соединения могут стать основой для создания антибиотиков или противоопухолевых препаратов.

Как это работает:

• Базовое редактирование — это использование CRISPR-инструментов для изменения одной «ступеньки» (пары оснований) в ДНК.
• Платформа MBE позволяет проводить такие редактирования на нескольких геномных сайтах одновременно.
• Ученые удалили несколько регуляторных генов, которые «заставляли» грибы молчать и не производить нужные соединения. Это привело к синергетическому эффекту и активации «молчащих» биосинтетических кластеров.

Контекст и значение:

• Около 50% лекарств, одобренных FDA, являются природными соединениями или их производными.
• Грибы — важнейший фармацевтический источник (пенициллин, ловастатин, циклоспорин).
• Большинство генов, кодирующих полезные соединения в грибах, являются «криптическими» — они неактивны в лабораторных условиях.

Исследование опубликовано в Journal of the American Chemical Society. Работа по определению биологических функций новых соединений продолжается в сотрудничестве с Медицинским колледжем Бейлора.