Японские ученые предложили более безопасную альтернативу методу CRISPR/Cas. Они использовали мутантную версию белка Cas, которая разрезает одну из цепочек ДНК, а не обе, из-за чего снижается вероятность внесения нежелательных мутаций. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
CRISPR/Cas, который также называют «молекулярными ножницами», — это инструмент генной инженерии, который позволяет вырезать последовательности генов и заменять их новыми. Система CRISPR состоит из белка Cas9 и гидовой РНК. Гидовая РНК направляет белок к конкретной последовательности ДНК, и тогда Cas9 разрезает обе цепочки ДНК. Это может привести к удалению последовательности и последующей вставке новой. Однако иногда двуцепочечные разрывы, созданные Cas9, неправильно «заживляются», могут происходить в других местах и так далее. Это приводит к нежелательным мутациям, из-за чего CRISPR/Cas9 и не используется в клинике.
Японские ученые разработали более безопасную альтернативу классической системе CRISPR/Cas — NICER. Они использовали мутантную версию Cas9, которая является никазой. Этот фермент делает разрезы только в одной из цепочек ДНК, а не в обеих. Такие одноцепочечные разрывы заживляются в клетках легче и быстрее, так как существует матрица из второй, целой цепочки, с которой можно сверяться. Ученые проверили систему NICER на человеческих лимфобластах (наивных лимфоцитах), у которых была мутация в гене TK1 в одной из хромосом. Когда эти клетки обрабатывали никазой, она вносила один разрыв в регионе гена TK1, благодаря чему активность кодируемого им фермента медленно восстанавливалась. Однако когда никаза вносила несколько одноцепочечных разрывов в этом регионе на обеих хромосомах, эффективность исправления гена увеличилась в 17 раз, так как активировался механизм починки ДНК в клетке.
Ученые также отметили, что инструмент NICER приводит к меньшему числу нежелательных мутаций в участках, которые не были целью редактирования. Таким образом, этот инструмент оказался безопаснее классического CRISPR/Cas и в будущем, возможно, будет применен для лечения наследственных заболеваний, вызванных мутацией на одной из хромосом.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
