Крупногабаритное редактирование
Многие генетические заболевания вызываются мутациями, охватывающими целый ген, поэтому редактирование отдельных оснований в цепочке ДНК было бы непрактично и дорого. Исследователи из Массачусетской больницы общего профиля (MGH) разработали оптимизированный метод, который повышает точность редактирования больших сегментов ДНК в геном. Этот подход может быть использован для вставки целого нормального гена, который будет эффективным методом лечения заболевания независимо от конкретной мутации.
Группа, возглавляемая Коннором Тоу и Беном Кляйнстивером, оптимизировала технологию CRISPR-ассоциированных транспозаз, которые являются инструментами для вставки больших сегментов ДНК. Транспозазы могут быть легко нацелены на желаемый участок генома с помощью программируемой направляющей РНК. Однако в естественном состоянии они обладают нежелательными свойствами, а именно, неоптимальной «чистотой» эффекта (часто в геном вставляется не только предполагаемая последовательность ДНК) и относительно высокой скоростью интеграции в нецелевых участках в геноме.
Эти недостатки CRISPR-ассоциированных транспозаз были устранены с помощью белковой инженерии. Исследователи обнаружили, что добавление определенного фермента хоминг-эндонуклеазы к транспозазам привело к резкому повышению чистоты эффекта.
Дальнейшая оптимизация структуры CRISPR-ассоциированных транспозаз привела к вставкам ДНК с высокой эффективностью интеграции в намеченные участки генома со значительно сниженной частотой вставок в нежелательные участки, не являющиеся мишенями.
Исследователи назвали новую улучшенную систему HELIX (от англ. Homing Endonuclease-assisted Large-sequence Integrating CAST-compleX) и продемонстрировали более чем 96%-ю специфичностью интеграции в цель – по сравнению с примерно 50% для естественной системы CRISPR-ассоциированных транспозаз. Они также определили, что HELIX сохраняет свои свойства в клетках человека.
Программируемая интеграция ДНК может облегчить установку больших генетических последовательностей в целевых местах и устранить проблемы безопасности и эффективности, возникающие в результате традиционных подходов случайной интеграции.
Статья C.Tou et al. Precise cut-and-paste DNA insertion using engineered type V-K CRISPR-associated transposases опубликована в журнале Nature Biotechnology.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Massachusetts General Hospital: Modified CRISPR-Based Enzymes Improve the Prospect of Inserting Entire Genes into the Genome to Overcome Diverse Disease-Causing Mutations.