Фото: AFP
Вчені з Інституту фундаментальних досліджень в Південній Кореї створили нову технологію на основі системи CRISPR/Cas, яка дозволяє вносити мутації в ДНК з точністю до одного нуклеотиду.
Про це біологи написали в статті в журналі Nature Biotechnology.
За їх словами, нову функцію можна застосовувати для лікування таких важких спадкових захворювань, як муковісцидоз, фенілкетонурія або хвороба Хантінгтона.
Система CRISPR/Cas9 застосовується для зміни нуклеотидної послідовності ДНК. Cas9 є білок, розрізає подвійний ланцюжок на певній ділянці. Це місце визначає напрямна РНК (sgRNA), яка комплементарно зв'язується зі специфічним сайтом впізнавання. Розірвана молекулярними "ножицями" нуклеїнова кислота потім відновлюється, однак в результаті цього втрачається частина послідовності, що перешкоджає точнійу зміні ДНК.
Для вирішення цієї проблеми дослідники модифікували систему, з'єднавши Cas9 з іншим ферментом – цитидиндезаміназою. Це дозволило отримати молекулярний комплекс, здатний замінити один нуклеотид на інший. Він розрізає тільки один ланцюг в подвійній спіралі і перетворює нуклеотид цитозин в тимін.
Нову технологію випробували на ембріонах мишей, створивши мутантів, які мали мутації або в генах, що кодують білок дистрофін, або в генах тирозинази, яка бере участь в синтезі меланіну. Для цього комплекс вводився в запліднені яйцеклітини за допомогою ін'єкції і мікропораціі, після чого зародки були пересаджені сурогатним матерям. Гризуни, що з'явилися на світ, не синтезували дистрофін в м'язових клітинах (у людини це призводить до дистрофії Дюшенна) або були альбіносами.
Здатність штучно вводити точкові мутації необхідна для технологій, спрямованих для виправлення шкідливих мутацій. Це дозволить розробити нові методи терапії спадкових захворювань, пов'язаних з однонуклеотидними замінами.