Исследователи из Университета Райса модифицировали технологию редактирования генов на основе CRISPR для снижения количества незапланированных мутаций. Разделение инструмента, используемого для внесения точечных изменений в геном, повышает точность редактирования.
Точечные мутации, связанные с изменениями отдельных пар оснований ДНК, вызывают тысячи заболеваний. Традиционная технология CRISPR использует либо редактор аденина (ABE), либо редактор цитозина (CBE) для изменения отдельного нуклеотида. Нацеливаясь на определенный участок ДНК, гибридный белок ABE точечно заменяет аденин, расположенный в неправильном месте, на гуанин, а белок CBE — цитозин на тимин.
Исследователи из Университета Райса разделили ABE на два отдельных белка, которые остаются неактивными до тех пор, пока не будет добавлена молекула сиролимуса (рапамицина). Это препарат с противоопухолевыми и иммунодепрессантными свойствами, который используется для предотвращения отторжения при трансплантации органов и лечения некоторых типов рака.
После введения этой небольшой молекулы два отдельных неактивных фрагмента редактора адениновых оснований склеиваются вместе и становятся активными. По мере того, как организм метаболизирует рапамицин, два фрагмента разделяются, деактивируя систему.
Хунчжи Цзэн, соавтор исследования
Технология генетического редактирования CRISPR произвела революцию в медицинских исследованиях. Но у классического метода есть существенный недостаток, объясняют авторы исследования: редактор остается в клетке в активном состоянии, что приводит к большому количеству нежелательных мутаций. Создание механизма активации и деактивации снижает количество незапланированных изменений в геноме на 70% и повышает точность редактирования.
Исследователи протестировали свой метод, воздействуя на ген PCSK9 в печени мышей. Этот ген вырабатывает белок, который регулирует количество холестерина в кровотоке, поэтому он имеет терапевтическое значение для человека. Упаковав активированный рапамицином разделенный ABE в вектор аденоассоциированного вируса (AAV), исследователи обнаружили, что он преобразует одну пару оснований A͵T в пару оснований G͵C.
Это преобразование полезно, поскольку мутации, при которых G͵C мутирует в пару оснований A͵T, составляют почти 50% точечных мутаций, связанных с генетическими заболеваниями человека.
