Американские биологи из Техасского университета в Остине модифицировали белок Cas9 — ключевой компонент системы редактирования генов CRISPR. Благодаря этому система допускает меньше ошибок, но остается такой же эффективной. Исследование опубликовано в журнале Nature.
CRISPR — это инструмент генной инженерии, который изначально представлял собой систему защиты бактерий от вирусов. С этой системой связан белок Cas9, который распознает определенные участки из 20 нуклеотидов на молекулах ДНК и разрезает их. Однако всегда есть вероятность, что при попытке устранить генетическую мутацию молекулярный инструмент допустит ошибку и вместо этого создаст новую мутацию. Именно поэтому до сих пор возникают трудности с использованием системы CRISPR на людях.
Ученые разработали метод, который позволил с помощью криоэлектронной микроскопии запечатлеть взаимодействие белка Cas9 с ДНК. Ученые обнаружили, что если в целевой последовательности ДНК, которую распознает белок, есть небольшие ошибки, то белок стабилизирует эту ДНК. После этого он разрезает ее, допуская при этом фатальную ошибку. Руководствуясь этой особенностью, ученые усовершенствовали белок и получили его модификацию — SuperFi-Cas9. Вероятность того, что новая версия белка по ошибке распознает не ту молекулу ДНК, снижена в 4000 раз. При этом, в отличие от предыдущих опытов других ученых, исследователи не пожертвовали активностью белка и скоростью его действия.
Чтобы лучше понимать преимущество SuperFi-Cas9, ученые предложили следующую аналогию. Обо всех искусственно модифицированных версиях Cas9 можно думать как о разных моделях беспилотных машин. Большинство таких моделей очень безопасные, но ездят со скоростью, не превышающей 16 км/ч. SuperFi-Cas9, напротив, не только безопасна, но и может развивать более высокую скорость.
Исследователи смогли показать действие SuperFi-Cas9 на ДНК в пробирках. Сейчас они работают в коллаборации с другими учеными, чтобы протестировать свой белок в живых клетках. Кроме того, ведутся разработки новых, еще более безопасных и активных версий Cas9.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
