Изследователите са открили, че разделянето на генния редактор, използван в традиционната технология CRISPR, създава по-прецизен инструмент, който може да се включва и изключва, със значително по-малък шанс за причиняване на непреднамерени геномни мутации. Те казват, че техният нов инструмент може потенциално да коригира около половината от мутациите, които причиняват заболяване.
CRISPR е един от онези научни термини, които са навлезли в ежедневния лексикон. Вероятно едно от най-големите открития на 21-ви век, инструментът за редактиране на гени направи революция в изследванията и лечението на генетични и негенетични заболявания. Но основният риск, свързан с технологията CRISPR, е „извънцелевите редакции“, а именно неочаквани, нежелани или дори неблагоприятни промени на места в генома, различни от целевото място.
Сега изследователи от университета Райс са разработили нов базиран на CRISPR инструмент за редактиране на гени, който е по-прецизен и значително намалява вероятността от поява на редакции извън целта.
„Нашият екип се зае да създаде много подобрена версия, която може да се включва или изключва според нуждите, осигурявайки несравнимо ниво на безопасност и точност“, каза Хонгжи Зенг, водещ автор на изследването. „Този инструмент има потенциала да коригира почти половината от болестотворните точкови мутации в нашия геном. Въпреки това, настоящите редактори на аденинова база са в постоянно „включено“ състояние, което може да доведе до нежелани промени в генома заедно с желаната корекция в генома на гостоприемника.
ДНК се състои от две свързани нишки, които се увиват една около друга, образувайки двойна спирала, която прилича на усукана стълба. „Стъпалата“ на стълбата са направени от базови двойки, две допълващи се нуклеотидни бази, държани заедно чрез водородни връзки: аденин (A) двойки с тимин (T) и цитозин (C) с гуанин (G).
Мутациите на базовите двойки се наричат още „точкови мутации“ и са отговорни за причиняването на хиляди заболявания. Традиционният CRISPR използва или редактор на аденинови бази (ABE), или редактор на цитозинови бази (CBE), за да създаде точкови мутации на желаните места. Тук изследователите взеха ABE и го модифицираха.
Те разделят ABE на два отделни протеина, които остават неактивни, докато не се добави молекула сиролимус. Сиролимус, известен също като рапамицин, е лекарство с противотуморни и имуносупресивни свойства, което се използва за предотвратяване на отхвърляне при трансплантация на органи и лечение на определени видове рак.
„При въвеждането на тази малка молекула, двата отделни неактивни фрагмента от редактора на базата на аденин се слепват заедно и стават активни“, каза Зенг. “Тъй като тялото метаболизира рапамицина, двата фрагмента се разделят, дезактивирайки системата.”
Изследователите откриха, че техният нов инструмент за разделяне на гени има предимства в допълнение към оставането активен за по-кратък период от време от оригиналния, непокътнат ABE.
„В сравнение с непокътнат [base] редактор, нашата версия намалява нецеловите редакции с над 70% и повишава точността на целевите редакции“, каза Zeng.
Те тестваха своя метод, като се насочиха към PCSK9 ген в черен дроб на мишка. The PCSK9 ген прави протеин, който помага за регулиране на количеството холестерол в кръвния поток, така че е терапевтично подходящ за хората. Опаковайки техния активиран с рапамицин разделен ABE в адено-асоцииран вирусен (AAV) вектор, те откриха, че той преобразува единична A●T базова двойка в G●C базова двойка на гена. Това преобразуване е особено полезно като мутации, при които G●C е мутиран до A●T базова двойка, отчита почти 50% от едноточковите мутации свързани с човешки генетични заболявания.
„Надяваме се да видим евентуалното приложение на нашия инструмент за редактиране на разделен геном с по-висока прецизност за справяне с въпроси, свързани с човешкото здраве, по много по-безопасен начин“, каза Сюе Гао, съответен автор на изследването.
Изследването е публикувано в сп Nature Communications.
източник: Университет Райс
Публикациите се превеждат автоматично с google translate
