Nature: изменение белка делает редактирование генов CRISPR безопаснее

04.03.2022

Система редактирования генов CRISPR — это мощный инструмент, который может произвести революцию в медицине и других науках, но, к сожалению, она имеет тенденцию вносить изменения в «неправильные» участки ДНК. Теперь исследователи Техасского университета в Остине  определили ранее неизвестную структуру белка, который вызывает эти ошибки, и изменили ее, чтобы снизить вероятность нецелевых мутаций в 4000 раз.

Инструменты CRISPR используют определенные белки, чаще всего Cas9, для точного редактирования определенных последовательностей ДНК в живых клетках. Это может включать вырезание проблемных генов, например тех, которые вызывают болезни , и/или встраивание полезных генов. Проблема в том, что иногда инструмент может вносить изменения не в те части , что потенциально может вызвать ряд других проблем со здоровьем.

И в новом исследовании исследователи UT обнаружили, как могут происходить некоторые из этих ошибок. Обычно белок Cas9 ищет определенную последовательность из 20 букв в коде ДНК, но если он находит последовательность, в которой 18 из 20 соответствуют его цели, он все равно может внести изменения. Чтобы выяснить, почему это происходит, команда использовала криоэлектронную микроскопию для наблюдения за тем, что делает Cas9, когда взаимодействует с несовпадающей последовательностью.

К своему удивлению, они обнаружили странную пальцеобразную структуру, которую никогда раньше не наблюдали. Этот палец протянул руку и стабилизировал последовательность ДНК, чтобы белок все еще мог вносить свои изменения.

Обнаружив этот механизм, команда изменила этот палец так, что он больше не стабилизировал ДНК, а отталкивался от нее. Это не позволяет Cas9 редактировать эту последовательность, что делает инструмент в 4000 раз менее вероятным для создания нецелевых мутаций. Команда называет новый белок SuperFi-Cas9.

Другие команды также создали разные версии Cas9 , чтобы сделать его более точным, но они часто замедляют внесение предполагаемых правок. Исследователи UT говорят, что SuperFi-Cas9 по-прежнему может вносить обычные изменения с той же скоростью, что и обычно.

До сих пор SuperFi-Cas9 тестировался только в ДНК в пробирках, но в дальнейшем исследователи планируют продемонстрировать его для редактирования генов в живых клетках.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

 

 

 

Источник

Нет комментариев