Редактирование генов в мозге получило значительное обновление

Технологии редактирования генома произвели революцию в биомедицинской науке, предоставив быстрый и простой способ модификации генов. Однако метод, позволяющий ученым проводить наиболее точные правки (гомологично-направленная репарация, HDR), не работал в клетках, которые больше не делятся, — к которым относится большинство нейронов мозга. Это ограничивало его применение в исследованиях мозга.

Исследователи из Института нейронаук Макса Планка во Флориде (MPFI) разработали новый инструмент vSLENDR, который впервые позволяет проводить точное редактирование генома в зрелых нейронах.

Как работает vSLENDR

  • Основа технологии — система CRISPR-Cas9, которая создает целевое повреждение ДНК в нейроне.
  • Ключевая проблема: для точного исправления этого повреждения (с помощью HDR) требуется шаблон-донор. Ранее считалось, что HDR доступен только делящимся клеткам.
  • Решение команды: использование адено-ассоциированного вируса (AAV) для эффективной доставки всего необходимого для редактирования, включая шаблон-донор, в нейроны.
  • Результат: AAV резко повысил эффективность HDR в постмитотических (неделящихся) нейронах мозга.

Проверка технологии

  1. Ученые упаковали механизм редактирования в AAV и доставили его в нейроны трансгенных мышей, экспрессирующих Cas9. Это привело к высокоэффективному HDR в зрелых нейронах.
  2. Затем была создана двухвирусная система для использования технологии на животных, не экспрессирующих Cas9 от природы.
  3. Систему успешно протестировали на пожилой мышиной модели болезни Альцгеймера, доказав ее применимость в патологических моделях даже в преклонном возрасте.

Значение открытия

vSLENDR — мощный инструмент для фундаментальной и трансляционной науки, позволяющий проводить точное редактирование генетической информации независимо от:

  • типа клетки,
  • зрелости клетки,
  • области мозга,
  • возраста.

Технология открывает новые возможности для изучения функций мозга и ускоряет исследования нейропатологических заболеваний, закладывая основу для будущих методов лечения.

Исследование опубликовано в журнале Neuron.