Лента TH Новости Биоинженерия



Лучше чем CRISPR

∴ 532

Еще не так давно само секвенирование генома стоило миллионы. А теперь технологии его редактирования выходят одна за другой.

1545

Если CRISPR – это генетические ножницы, то новая технология MAGESTIC – это скорее текстовый процессор.

Инструмент CRISPR использует направляющие последовательности РНК для поиска нужного фрагмента генома, а затем использует фермент, известный как Cas9, для удаления или модификации этого участка. Этот процесс может быть использован для удаления мутаций, которые могут вызвать рак или другие заболевания, прежде чем они смогут причинить вред. Сельскохозяйственные культуры и домашний скот могут также быть более выносливыми и более здоровыми, а вредители уничтожаются без использования жестких химических веществ.

К сожалению, сам процесс может привести к нецелевым мутациям с неизвестными побочными эффектами. ДНК вокруг разреза может воссоединиться ошибочно, и многие клетки в любом случае не выживут в процессе редактирования. Хоть риски есть, но они несущественны. Впрочем, это еще один стимул для поиска лучших альтернатив.

В то время как некоторые исследователи экспериментируют с методами манипулирования экспрессией генов без разрезов, команда из Объединенного института метрологии и биологии (JIMB) разработала более мягкую версию платформы CRISPR, которая больше похожа на «поиск и замену фрагмента». Технология получила название MAGESTIC, что означает «мультиплексированное точное редактирование генома с короткими, отслеживаемыми, интегрированными клеточными кодами».

MAGESTIC похожа на функцию «Control F»[поиск текста], которая используется в текстовых программах, причем команда replace-text позволяет внести желаемое изменение. Это позволяет нам крайне точно определить и модифицировать клетку и посмотреть, как изменение повлияет на её функции. Затем мы можем сравнить фактические эффекты с прогнозируемыми эффектами (с помощью вычислительных ресурсов) и в конечном итоге улучшить модели для прогнозирования того, как генетические модификации влияют на здоровье и болезни.Кевин Рой, один из разработчиков этого инструмента.

MAGESTIC использует свою магию несколькими способами. Обычно, после того, как CRISPR делает разрез, система восстановления ДНК целевой клетки реагирует на повреждение, ища материал для восстановления. CRISPR содержит фрагмент «ДНК-донора», который помечен так, что система ремонта копирует и вставляет его в клетку. Проблема в том, что клетка должна сканировать миллионы базовых пар ДНК, чтобы найти правильный.

Технология MAGESTIC сразу переедет ДНК-донора в разрез клетки, что облегчает её работу посредством процесса, который ученые называют «активным набором доноров». Подобный подход вызывает в 7 раз меньше повреждений, и, соответственно, в 7 раз более эффективный, чем классический CRISPR.

MAGESTIC также использует новый тип клеточного анализатора для отслеживания изменений. Вместо того, чтобы использовать нечеткую сигнатуру плазмид, MAGESTIC вместо этого интегрирует свои метки в хромосому, что, по словам команды, делает их хромосомы стабильными и позже их легче найти и проанализировать.

Поскольку это уменьшает количество ошибок, вносимых в геном, команда говорит, что MAGESTIC облегчит ученым определение того, какие функции выполняют конкретные гены. Это также поможет в понимании генетических вариаций, которые есть у всех нас. К примеру те из них, которые делают нас более или менее склонными к развитию определенных заболеваний.

Мы приближаемся к моменту, когда будем способны не только упорядочивать геном [для лечения заболеваний], но и сможем редактировать саму его природу. Нам все еще нужно научиться понимать последствия наших изменений. Технология MAGESTIC похожа на возможность внесения небольших изменений на уровне отдельных букв в книге. Взамен, мы получаем возможность увидеть то, какое влияние это вмешательство оказывает на смысл текста. Более того, впечатывание и исправление букв будет проходить максимально естественно для всей структуры текста.Старший соавтор исследования Ларс Штайнметц.

Филипп Дончев