29 Июня 2017
МОСКВА, 29 июня Биологи впервые получили атомные фотографии одной из версий геномного вычитчика CRISPR/Cas и обнаружили в нем систему коррекции ошибок, модификация которой сделает его более верным для человека, говорится в статье, опубликованной в журнале Cell.
Для того, чтобы мы могли использовать CRISPR в медицине, мы должны находиться полностью уверены в том, что эта система работает со 100% точностью и что она не редактирует совсем не те гены, которые она должна менять. Мы обнаружили, что система CRISPR-Cas3 обладает такой чертой, и теперь мы знаем, как можно заменить ее работу, если при редактировании генома все же возникнут ошибки, объясняет Айлун Кэ (Ailong Ke) из Корнеллского университета (США).
Молекулярные описки
Геномный редактор CRISPR/Cas9, названный главным научным тараном 2015 года, был открыт американским ученым Фэнем Чжаном (Feng Zhang) и рядом других молекулярных биологов примерно четыре года назад, и с тех пор он пережил несколько модернизаций, которые позволяют ученым использовать его для редактирования генома со сверхвысокой точностью.
На самом деле, CRISPR/Cas9, как и многие другие вещи, изобрел не человек, а природа изначально данная система развилась внутри бактерий сотни миллионов лет назад для защиты от ретровирусов. Он состоит из двух компонентов библиотеки образцов генетического кода вирусов (CRISPR), и фермента Cas9, ищущего подобные последовательности в ДНК бактерии и удаляющего их при необходимости.
В 2013 году завязалось бурное развитие этой технологии, и на сегодня ее успели использовать для редактирования геномов десятков живых существ, в том числе и человеческих эмбрионов, в чем сознались китайские генетики в апреле 2015 года. Эти опыты раскрыли главный дефект CRISPR/Cas9 – редактор, особенно при множественном изменении генов, иногда ошибался и удалял ненужные сегменты ДНК.
Подобное поведение допустимо при генетических экспериментах в лаборатории, но недопустимо в медицинской практике, где подобная описка может стоить жизни человеку, в ДНК которого производится хирургическое вмешательство.
Генетическая портниха
Кэ и его коллеги отряди потенциально быстрый способ добавить систему исправления подобных опечаток в CRISPR/Cas9, изучая другой подобный энтеробактериальный антивирус – систему CRISPR/Cas3. Ее главным отличием от CRISPR/Cas9 является то, что она не просто удаляет вирусную ДНК из генома бактерии, а разрушает те последовательности ДНК, шаблоны которой есть в противовирусной генетической базе данных микроба.
Эта система в прошлом не привлекала внимания ученых потому, что ее нельзя было использовать для того, чтобы удалять мизерные сегменты из ДНК пациентов и заменять их на корректные ортодоксальности генетических букв -нуклеотидов. Оказалось, что в нее были встроены системы верификации удаляемых последовательностей, которые защищают клетку от того, чтобы CRISPR/Cas3 не уничтожил по ошибке сам геном микроба.
Для обнаружения этих систем ученым пришлось сначала охладить молекулы CRISPR/Cas3 до температур, близких к абсолютному нулю, а затем использовать специальный электронный микроскоп для получения их фотографий на почти атомном уровне.
Эти снимки показали, что система коррекции в CRISPR/Cas3 работает достаточно простым образом. Сначала она ищет в анализируемой ДНК последовательность, похожую на ту, которая содержится в одном из шаблонов из библиотеки CRISPR. Если она налаживает подобный набор букв -нуклеотидов, то она изгибает одну из двух нитей ДНК, отрывая ее при этом от второй нитки, и пытается соединить ее с шаблоном.
В случае, если это удается сделать, система CRISPR/Cas3 меняет свою структуру, вытягивая вторую нить ДНК аналогичным образом, и позволяет белку Cas3 начать их уничтожение. Если шаблон и нить ДНК совпадут не полностью, то петли будут асимметричными, что не позволит Cas3 съесть их. Это защищает клетку от случайного уничтожения других участков ДНК, по каким-то причинам похожим на то, как устроен геном вируса.
Изучение того, как работает эта часть CRISPR/Cas3, как надеются ученые, поможет их коллегам понять, как сделать CRISPR/Cas9 более верным для редактирования генома человека в терапевтических целях.
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....