Новая технология ускоряет «перезапись» ДНК и измеряет эффекты изменений в живых клетках
Ученые из Института Вейцмана разработали технологию, которая позволяет одновременно вводить десятки тысяч различных участков ДНК в десятки тысяч живых клеток и с высокой точностью измерять результаты каждого изменения в рамках одного эксперимента. Исследование опубликовано в июньских выпусках журналов Nature Biotechnology и Nature Genetics.
Проблема: Способность «читать» ДНК значительно опережает умение понимать и изменять генетический код. Ранее изменение последовательности ДНК было медленным процессом, занимавшим недели для одного участка, а тестирование эффектов — еще больше времени.
Решение: Новая технология объединяет четыре шага:
- Создание 50 000 различных генетических последовательностей на ДНК-чипах.
- Массовое введение этих последовательностей в клетки одновременно.
- Сортировка клеток с помощью машины, детектирующей уровни экспрессии «репортерного» гена.
- Высокопроизводительное параллельное секвенирование ДНК.
Применение и результаты: В данном исследовании технология использовалась для изучения того, как в ДНК закодировано управление экспрессией генов. Ученые смогли изолировать и протестировать влияние различных параметров (например, расстояния между геном и его регуляторной последовательностью) на уровень активности гена. Это позволило расшифровать «язык» регуляции и показать, как запланированные изменения в последовательности предсказуемо изменяют активность гена.
Значение:
- Позволяет понять «язык» ДНК, выявить «слова» и их значение.
- Поможет интерпретировать, как генетические различия между людьми влияют на их фенотип, включая предрасположенность к болезням.
- Может привести к улучшению генетических терапий, направленных на исправление дефектов.
В исследовании участвовали аспиранты Эйлон Шарон, Тали Раве-Садка и Михаэль Лево, ассистент-исследователь д-р Яэль Кальма и научный сотрудник д-р Адина Вайнбергер из Института Вейцмана, а также д-р Зоар Яхини из Техниона и лабораторий Agilent (Санта-Клара, Калифорния).