Генетики научились выключать систему редактирования генома в нужный момент
Способ отключать систему редактирования генома CRISPR/Cas9 в определенный момент времени разработали и запатентовали сотрудники Института химической биологии и фундаментальной медицины (ИХБФМ) СО РАН, 31 мая сообщает издание СО РАН «Наука в Сибири».
Разработанный метод дает возможность выключить или заблокировать гены, вызывающие, например, из-за нарушений в работе нервной системы, различные наследственные заболевания.
За открытие «генетических ножниц», системы CRISPR/Cas9, в 2020 году Джениффер Дудна и Эмманюэль Шарпантье получили Нобелевскую премию. Эту систему можно использовать для исправления мутаций, что помогает лечить наследственные заболевания.
Однако недостатком этой технологии является невозможность в нужное время остановить процесс исправления генома, когда не все молекулы ДНК нужно редактировать, а лишь часть, так как заболевания могут вызываться не только наличием «неправильного» гена, но и увеличением числа его копий — дуплицированием или мультиплицированием.
Болезни, вызываемые такой особенностью, поможет излечить модифицированная направляющая РНК — именно этот способ предложили ученые ИХБФМ СО РАН. С помощью разработанного ими метода фотовыключения CRISPR/Cas9 «нерабочей» делается одна копию, а вторую не трогают. Систему нацеливают на этот ген и отключают после того, как она выполнит нужное действие.
Автор патента, старший научный сотрудник лаборатории химии РНК ИХБФМ СО РАН, кандидат химических наук Дарья Новопашина пояснила:
«Система геномного редактирования представляет собой нуклеопротеиновый комплекс, состоящий из двух компонентов: белок и нуклеиновая кислота — РНК. РНК адресует белок на определенный фрагмент ДНК, чтобы расщепить его в необходимом месте. Направляющая РНК, которую мы создали, содержит фоторасщепляемые линкеры — специальные химические соединения, чувствительные к свету. При облучении мягким ультрафиолетом в заданный момент времени они инактивируют РНК, при этом отключая систему геномного редактирования в нужной временной точке. Это дает возможность блокировать систему и оставить нетронутой вторую копию ДНК».
Облучить светом нервные клетки внутри организма практически невозможно, поэтому у пациента забирают часть клеток, редактируют геном «в пробирке» и возвращают «на место, рассказала Новопашина.
Использование модифицированной направляющей РНК позволит разработать методы лечения некоторых генетических заболеваний, например, синдром Шарко — Мари — Тута, поражающий периферическую нервную систему и вызывающий деформации стоп и кистей, слабость и атрофию мышц конечностей.
Разработчики надеются, что использование технологии редактирования помогут разработать способы воздействия на такую хромосомную патологию, как синдром Дауна. «Уничтожение лишней хромосомы — серьезная и глобальная задача, мы еще не нашли решения этой проблемы. Но теоретические шаги в этом направлении вполне реальны», — считает Новопашина.
Исследователями ИХБФМ СО РАН зарегистрирован патент на «Модифицированную направляющую РНК, обладающую способностью инактивировать систему редактирования генома CRISPR/Cas9, и способ ее получения».
