Новый инструмент для редактирования геномов позволяет вносить точечные изменения в ДНК митохондрий - Гранит науки - 2020-07-14

Митохондрии – внутриклеточные покрытые собственной мембраной структуры, которые называют энергетическими фабриками клеток: именно в них происходит синтез молекул с богатыми энергией связями. Митохондрии имеют свою собственную ДНК, мутации в которой приводят к неизлечимым заболеваниям, это группа митохондриальных болезней. О возможности направленного внесения точечных изменений в митохондриальную ДНК с помощью нового генного редактора сообщает журнал Nature. Этот метод - результат совместной работы трех исследовательских групп, отмечает Sciencemag.org. Вначале Маркос де Мораэс (Marcos de Moraes) из Вашингтонского университета (University of Washington) в Сиэтле обнаружил бактериальный токсин, который участвует в превращении одного из азотистых оснований, составляющих ДНК, в другое, а именно - цитозина, в тимин. Заинтригованный руководитель де Мораэса Джозеф Монгус (Joseph Mougous) обратился к Дэвиду Лиу (David Liu) из Института Броуда (Broad Institute), который ранее создал редакторы оснований ДНК цитозина и аденина, использовав фермент дезаминазу и два компонента редактирующей системы CRISPR. Одним из этих компонентов является направляющая, или гидовая, РНК, которая ведет редактор к месту его действия. Но эта РНК не способна проникнуть внутрь митохондрий. И тогда Мугус и Лиу обратились к специалисту по митохондриями Вамси Муте (Vamsi Mootha) также из Института Броуда. А затем воспользовались двумя относительно старомодными методами геномного редактирования, в частности, эффектором, подобным активатору транскрипции (transcription activator-like effectors, TALE). Это белок, который может проникать в митохондрии, но не способен вносить точечные изменения в их ДНК.

В лаборатории Лиу дезаминазу из бактериального токсина, выделенного в лаборатории Мугуса, прикрепили к эффектору, подобному активатору транскрипции, благодаря чему редактирующий фермент попадал в митохондрии. При тестировании нового точечного редактора в культуре клеток человека превращение цитозина в тимин имело место в 50% случаев, и что примечательно, авторы не обнаружили существенного количества нецелых изменений в ДНК, которые представляют угрозу в перспективе клинического использования генных редакторов. В ближайших планах ученых создание клеточных и мышиных моделей митохондриальных болезней человека, которые можно использовать для испытания редактирующей эффективности нового метода. Среди таких заболеваний – наследственная оптическая нейропатия Лебера и одна из редких форм кардиомиопатии синдром Барта. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».