Группа биологов из Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) предлагает новый, более безопасный подход, который может исправить генетические дефекты в будущем, сообщает пресс-служба вуза. Их метод, использующий естественный механизм репарации ДНК, обеспечивает основу для новых стратегий генной терапии, способных вылечить широкий спектр генетических заболеваний, говорится в статье, опубликованной в журнале Science Advances.
Во многих случаях при генетических нарушениях две копии генов, унаследованных от родителей, несут разные мутации. Это означает, что часто мутация на одной хромосоме будет иметь «здоровый» аналог на другой хромосоме. Исследователи применили инструменты генетического редактирования CRISPR, чтобы механизм восстановления клетки для исправления мог использовать здоровый вариант.
Работая с плодовыми мушками, исследователи создали «мутантов», произведя пигменты в их глазах. У таких мушек были полностью белые глаза. Ученые применили CRISPR со стандартными компонентами: направляющей РНК и белком Cas9 – и у мушек появились большие красные пятна на глазах. Это признак того, что механизму репарации ДНК удалось обратить мутацию, используя функциональную ДНК из другой хромосомы.
После биологи протестировали свою новую систему с вариантами Cas9, которые нацелены только на одну цепь ДНК, а не на обе (такие варианты известны как «никазы», или надрезающие эндонуклеазы). Авторы обнаружили, что такое редактирование также помогает восстановить красный цвет глаз у мушек – почти полностью, как у нормальных мушек.
Восстановление с помощью никазы прошло успешно на 50-70% – по сравнению с 20-30% при двухцепочечном разрезе. Кроме того, стандартные «ножницы» CRISPR с Cas9 потенциально могут привести к непреднамеренным мутациям (мутагенным событиям) в целевом участке и, возможно, в другом месте генома (на фото слева). Напротив, фермент никаза вызывает гораздо меньше целевых и нецелевых мутаций (на фото справа). Кроме того, подход основан на очень небольшом количестве компонентов, а разрывы ДНК «мягкие», в отличие от Cas9, который производит полные разрывы ДНК, добавляют авторы работы.
Пока ученые не могут точно сказать, как этот процесс будет транслироваться в клетки человека и можно ли будет применить его к любому гену.
[Иллюстрация: Guichard/Bier]
