Швейцарский нож редактирования генов получил новый контроль

Исследователи из Калифорнийского технологического института применили принципы динамической РНК-нанотехнологии, чтобы получить логический контроль над системой CRISPR/Cas9 внутри живых клеток.

Инженерная модификация направляющих РНК (guide RNA, gRNA) позволяет им менять форму в ответ на присутствие или отсутствие РНК-триггера. Это переключает CRISPR/Cas9 из активного состояния в неактивное и наоборот.

Как это работает:

• Традиционная gRNA всегда активна и выполняет функцию "регулировать ген Y".
• Новая условная направляющая РНК (cgRNA) программируется на двух уровнях:
  1. Последовательность триггера X определяет, где происходит регуляция (например, только в больных клетках, где есть маркер X).
  2. Последовательность, связывающаяся с мишенью, определяет, какой ген Y регулируется.
• cgRNA может выполнять логические функции, например, "если X, то не Y" (если есть РНК-триггер X, то заглушить ген-мишень Y).

Экспериментальные результаты:

• В бактериальных клетках продемонстрирована логика ON→OFF (активная cgRNA выключается триггером) и OFF→ON (неактивная cgRNA включается триггером).
• Исследователям под руководством научного сотрудницы Лизы Хокрайн удалось перенести один механизм cgRNA из бактериальных в млекопитающие клетки.

Перспективы:

• Медицина: cgRNA может использоваться для лечения болезней, где РНК X — маркер заболевания, а ген Y — терапевтическая мишень. Это позволит избирательно лечить больные клетки, не затрагивая здоровые.
• Фундаментальная наука: Такая логика позволит биологам изучать роль интересующего гена в конкретном месте и на определенной стадии развития эмбриона.

Работа выполнена в лаборатории профессора Найлза Пирса и опубликована 4 июня 2019 года в журнале ACS Central Science.