25 Октября 2017
МОСКВА, 25 октября Генетики из Гарварда и MIT создали необычную систему редактирования генома, которая позволяет произвольно расширять один тип генетических букв на другой и чинить мутации в ДНК, не разрывая ее при этом на части, говорится в статье, размещённой в журнале Nature.
Мы создали редактор букв ДНК, молекулярную машину, которая может очень гибко и бесповоротно менять структуру нуклеотидов и исправлять мутации в ДНК клеток. Подобная система позволяет нам ликвидировать опечатки в человеческом геноме, связанные с развитием определенных болезней, объявил Дэвид Лиу (David Liu) из Гарвардского университета (США).
За последние годы ученые написали или нашли в природе несколько десятков новых систем редактирования генома, которые позволяют с очень высокой точностью вырезать повреждённые сегменты ДНК и заменять их на правильные последовательности генетических букв -нуклеотидов.
Главным недостатком всех этих систем, как пишут ученые, являлось то, что CRISPR/Cas9 и его конкуренты позволяют редактировать и удалять или вставлять участки ДНК длиной в несколько десяток букв. Подобный блоковый характер редактирования не мешает опытам по созданию новых трансгенных организмов, но он избыточен и даже плохой для медицинских целей – зачастую исправление того или иного гена требует точечного удаления или замены всего одной буквы.
Кроме того, удаление мутаций при помощи CRISPR и прочих систем редактирования генома неизбежно приводит к тому, что вся цепочка ДНК разрывается и затем повторно сливается, что в некоторых случаях может привести к появлению новых мутаций и к фатальным повреждениям генома, что заставит редактируемые клетки самоликвидироваться.
Лиу и его коллеги уже несколько лет работают над решением всех этих проблем, используя принципиально иной подход к редактированию генома – они не пытаются вырезать мутацию и вставить нужный сегмент ДНК, а ищут способы превращения одного типа генетических букв в другой.
В прошлом хотя бы году они сделали первый шаг к реализации этой задачи, написал набор синтетических ферментов, которые могут превращать цитозин в тимин, и аденин в гуанин. Для этого они приклеили поврежденную версию белка Cas9, способную распознавать, но не вырезать мутантную ДНК, и особую последовательность аминокислот, расширяющую структуру азотистых оснований в буквах ДНК.
Обратную реакцию, в силу синтетических различий между аденином и гуанином, осуществить заметно сложнее – природных ферментов, осуществляющих подобную реакцию, просто не существует, или же они работают только с молекулами РНК и только внутри бактериальных клеток.
По этой причине ученым пришлось реальным с нуля разработать достаточно глубокомысленную и многоступенчатую реакцию и связанные с ней ферменты, в ходе которой аденин преобразовался в другой нуклеотид, инозин, и только после этого он превращался в гуанин. Затем клетка самостоятельно заменяла тимин на цитозин, обнаружив опечатку в спирали ДНК.
Работу этой системы редактирования букв ученые проверяли оригинальным образом – они вывели красивый штамм супербактерий, который был неуязвим к действию хлорамфеникола, антибиотика широкого спектра действия, и внесли одиночную опечатку в ген, отвечавший за эту способность, заменив одну пару букв Г и Ц на А и Т.
Вводя в такие клетки всякого родые версии редактора нуклеотидов, ученые обрабатывали микробов антибиотиком и наблюдали за тем, погибнут они или нет. Если вычитчик сработал, то тогда микробы должны повторно стать неуязвимыми к действию хлорамфеникола, что сразу будет очевидно для любого человека, наблюдающего за микробами.
Подобный приход позволил биологам вывести такую версию корректора ДНК, точность публикации которой составляет практически 100% по подсчетам ученых, она внесла лишь небольшое большее число опечаток в гены человеческих раковых клеток, на которых впоследствии экспериментировали Лиу и его команда.
По словам генетика, его команда уже создала несколько экспериментальных терапий, которые исправляют опечатки, связанные с развитием серповидноклеточной анемии, и гемохроматозом, наследственной болезнью, приводящей к накоплению железа в тканях и органах человека. Как надеются ученые, их разработка поможет победить примерно 65% всех наследственных болезней, имеющихся сегодня.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....