Инструмент для редактирования РНК может снизить риски генной терапии.

от

Возможность исправления генетических ошибок

Способность исправлять генетические ошибки, вызывающие заболевания, с помощью редакторов генома открывает большие перспективы в медицине, но не лишена рисков. Например, при проведении такого рода «генетической хирургии» на ДНК всегда есть опасность оставить постоянные генетические «шрамы», которые могут быть даже наследственными.

Снижение рисков с помощью редактирования РНК

Чтобы уменьшить этот риск, исследователи экспериментировали с процессами редактирования генов на матричной РНК (мРНК) — центральном звене между ДНК и белками, которое не несёт таких рисков, поскольку не предполагает постоянных изменений в ДНК. Однако существующие инструменты для редактирования РНК оказались либо слишком громоздкими в использовании, либо слишком токсичными для клеток человека.

Новое семейство инструментов для редактирования РНК

Исследователи из Йельского университета разработали новое — и безопасное — семейство инструментов для редактирования РНК, которые используют активность, нацеленную на РНК, обнаруженную «скрытой» внутри популярного инструмента для редактирования генов, известного как CRISPR-Cas9.

«Решение оказалось на удивление простым, — сказал старший автор исследования Айлонг Ке, профессор молекулярной биофизики и биохимии в Йельской школе медицины и член факультета искусств и наук Йельского университета. — Мы обнаружили устойчивую активность, нацеленную на РНК, скрытую внутри [инструмента CRISPR] и связанного с ним фермента IscB, и просто высвободили его скрытую силу для нацеливания на РНК».

Их выводы опубликованы в журнале Cell.

Что такое CRISPR и Cas9?

CRISPR (кластеризованные регулярно пересекающиеся короткие палиндромные повторы) — это последовательности ДНК, обнаруженные в геномах организмов, таких как бактерии и археи, клетки которых не имеют ядра и других мембранных органелл. Cas9 (CRISPR-ассоциированный белок 9) — это фермент, который использует последовательности CRISPR. Ферменты Cas9 и последовательности CRISPR составляют основу технологии CRISPR-Cas9, используемой для редактирования генов в живых организмах.

Подход был основан на «глубоком понимании молекулярных структур IscB», включая результаты, опубликованные лабораторией в журнале Science, — сказал Чэнтао Сюй, постдокторант в Йеле и первый автор исследования.

«Было бы гораздо сложнее придумать ту же идею с помощью Cas9, потому что её структура намного сложнее, чем у IscB, — сказал Сюй. — Природа оставляет нам много сокровищ, и раскрывать их — это сложная, но увлекательная задача. Это то, в чём мы особенно хороши в молекулярной биофизике и биохимии».

Исследователи назвали свои новые инструменты R-IscB и R-Cas9 и определили их использование в исследованиях генома и медицине.

«Они — швейцарские ножи для редактирования РНК, — сказал Ке. — Мы показываем, что их можно использовать для нарушения функций мРНК, для разрезания и уничтожения целевой мРНК или для исправления ошибок кодирования в целевой мРНК».

«По сути, у нас есть способ проведения любого вида генетической хирургии на уровне РНК, что имеет большое значение», — добавил Сюй.

Сюй отметил, что инструменты так же хорошо работали с ферментом, на который нацелен Cas9, который использует последовательности CRISPR. «Мы очень рады видеть, как далеко мы сможем зайти с этим подходом, используя другие подобные инструменты», — сказал он.

Исследователи планируют протестировать инструменты в лаборатории для лечения редких генетических заболеваний или для ускорения заживления ран.

«Мы особенно воодушевлены транс-сплайсинговыми реакциями, выполняемыми R-IscB, потому что они потенциально могут исправить любой тип генетических мутаций на уровне РНК. Это огромная возможность для геномной медицины», — сказал Ке.

«Есть много потенциальных применений. Новый инструмент надёжен, очень точен и универсален», — добавил он.

Другие авторы исследования — Сяолинь Ниу и Хайфэн Сун, постдокторанты в Йеле. В исследовании также участвовал профессор Вейсинь Тан из Чикагского университета.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте