С помощью фермента Cas9. Ученые нашли способ повысить точность геномного редактирования

Ученые Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН выявили участки в ДНК, воздействие на которые ферментом Cas9 позволит повысить точность и избирательность операций по редактированию генома. Исследование поддержано грантом РНФ № 20-14-00214, результаты опубликованы в International Journal of Molecular Science.

При использовании систем геномного редактирования исследователи сталкиваются с двумя основными проблемами: низкая скорость работы эндонуклеазы Cas9 и ее невысокая точность. Последняя возникает из-за сложности позиционирования фермента на нуклеиновой кислоте и связана с тем, что ДНК способна образовывать частично-ошибочные комплексы с РНК, входящей в состав комплекса Cas9.

Сотрудники Объединенного центра геномных, протеомных и метаболомных исследований ИХБФМ СО РАН создали широкую панель ДНК-дуплексов, образующих комплексы разной степени эффективности и посмотрели, какие точки в последовательности критично влияют на процесс редактирования, а какие – нет.

В ходе физико-химических экспериментов удалось установить, что в положениях 11, 18 и 21 должны стоять «правильные» нуклеотиды; их отсутствие драматически влияет на специфичность и соответственно на эффективность расщепления ДНК. Если воздействовать на фермент в найденных промежутках, то расщепление ДНК будет происходить только в том месте, где это необходимо, что повысит эффективность геномного редактирования.

• Владимир Коваль, директор ИХБФМ СО РАН, руководитель Объединенного центра геномных, протеомных и метаболомных исследований

Результаты работы новосибирских ученых в совокупности с большим набором уже имеющихся данных позволят подходить к выбору целевой последовательности для редактирования генома с полным пониманием функционала такого инструмента как Cas9.

Фото: ИХБФМ СО РАН