Материалы портала «Научная Россия»

Техника CRISPR помогает отслеживать развитие эмбриона

Техника CRISPR помогает отслеживать развитие эмбриона
Американские ученые нашли новое применение технологии редактирования генома: с ее помощью можно проводить мониторинг развития организма одной клетки.

Исследовательская команда из нескольких американских университетов разработала методику отслеживания клеток развивающегося эмбриона животного с применением адаптированной технологии редактирования генома CRISPR. Статья ученых опубликована в журнале Science.

При использовании CRISPR происходит «починка» разрыва на основе имеющегося шаблона. При этом исправления можно вносить на уровне единичного нуклеотида, что обеспечивает высочайшую точность. Когда же ученые «не дают» шаблона, клетка не может выполнить восстановление и возникает «шрам», где некоторые нуклеотиды потеряны или добавлены те, которые в данном месте быть не должны. Ученые повторили этот разрушающий геном эксперимент на геноме рыбки данио и обратили внимание на то, что разрушения каждый раз оказываются разными. Тогда им пришла идея, как можно использовать это «в мирных целях».

В геном эмбриона рыбы они встроили ДНК, включая 10 разных последовательностей для CRISPR, Cas9 и РНК-гиды для каждой из последовательностей. По мере развития эмбриона система CRISPR разрушала определенные ДНК, маркируя их пробелами и вставками как особым штрих-кодом. Когда клетка делилась, произошедшие от нее клетки получали тот же «штрих-код», а потом начинали различаться, когда Cas9 повреждал их в разных местах. Первые изменения таких штрих-кодов случались уже на двухклеточной стадии, а работать весь механизм заканчивал, когда эмбрион состоял уже из тысяч клеток.

Четыре месяца спустя, ученые собрали образцы взрослых рыб и выделили более 1000 различных штрих-кодов из около 200 тысяч клеток. Было понятно, что клетки с похожими кодами разошлись на поздних стадиях развития. На основе этой закономерности ученые смогли использовать компьютерную программу для расчета «семейного дерева» этих 200 тысяч клеток.

Одним из самых поразительных открытий стало то, что несколько клеток порождают большую часть тканей любого органа. Во всех органах рыбы, кроме мозга, всего 25 штрих-кодов были привязаны к более 90% клеток.

Новый метод получил название GESTALT. С его помощью можно проследить, как организм развивается из всего одной клетки. Это актуально в том числе и для исследований развития онкологических заболеваний.

crispr gestalt нуклеотиды развитие эмбриона

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий