Найдена не разрезающая ДНК альтернатива редактору генов CRISPR - Гранит науки - 2019-06-24

Ученые факультета хирургии и общей терапии Колумбийского университета (Columbia University Vagelos College of Physicians and Surgeons) сообщили о преодолении проблемы, связанной с несовершенством нынешних инструментов генного редактирования, включая систему CRISPR. Проблема заключается в возникновении ошибок, нецелевых мутаций из-за того, что существующие редакторы разрезают ДНК и могут, помимо целевых участков, случайным образом затроунуть и другие. Предлагаемый новый метод называется INTEGRATE и использует способность бактериальных так называемых прыгающих генов, или транспозонов, внедряться в последовательность ДНК, не надрезая ее. По словам авторов, новый метод работает не как молекулярные ножницы, а как молекулярный клей. «INTEGRATE непосредственно внедряет нужную последовательность ДНК в точно указанное место генома, и это техническая возможность, которую молекулярные биологи искали десятилетиями», поясняет в сообщении Колумбийского университета ведущий автор открытия Сэм Стернберг (Sam Sternberg). Редактирование позаимствованной у бактерий системой CRISPR-Cas начинается с надрезания обеих нитей молекулы ДНК в определенном месте, но собственно изменение генетического «текста» производит клеточный механизм репарации ДНК. Заполняя образовавшуюся при разрезе брешь, этот механизм может использовать кусочек ДНК, предоставляемый исследователями. При этом многие клетки залатывают разрез на редактируемой ДНК неправильно или вносят ошибки, кроме того может давать сбой сама система репарации. В опубликованной Стернбергом с коллегами работе показано, что все эти недостатки редактора CRISPR можно обойти, используя самодостаточную систему редактирования, которая не зависит от того, что может ей предоставить клетка. Авторы нашли такую систему у бактерии холерного вибриона (Vibrio cholera), речь идет о мобильном элементе клетки, транспозоне. Статья об этом открытии и методе INTEGRATE опубликована в Nature.

Как показали Стернберг и его аспиранты, транспозон интегрируется в специфическое место бактериального генома не разрезая ДНК, а буквально протисткиваясь в геном с помощью фермента интегразы. Авторы подчеркивают, что участок, куда интеграза вставляет транспозон, определяет все та же система CRISPR. Ученые поставили оба природных механизма на службу генетической инженерии и получили инструмент, который можно нацелить на любую последовательность ДНК в любом месте бактериального генома. Так же как и CRISPR, метод INTEGRATE находит место, которое нужно отредактировать, с помощью молекулы РНК-проводника. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».