Особо точная генетическая модификация
В силу своей схожести с человеком обезьяны являются исключительно важной экспериментальной моделью, однако до сих пор гены в ДНК приматов вводили на стадии многоклеточного эмбриона и «неприцельно», что приводило к весьма низкой эффективности таких работ. Китайским исследователям из медицинского университета Нанджинга, работающим под руководством Цзяхао Ша (Jiahao Sha), удалось преодолеть этот барьер с помощью эффективного и надежного подхода, известного как система CRISPR/Cas9.
Система CRISPR/Cas9, вошедшая в десятку лучших за 2013 год достижений биомедицины (по версии MIT Technology Review) и науки в целом (по версии Nature) представляет собой инструмент для модификации генов, позволяющий прицельно изменять определенные последовательности ДНК. Принцип действия этой системы заключается в том, что бактериальные ферменты Cas9, доставляемые с помощью специальных направляющих молекул РНК в определенные регионы генома, генерируют мутации посредством создания в ДНК двухцепочечных разрывов.
Ранее этот подход успешно применялся для модификации генов мелких млекопитающих, таких как крысы и мыши. Авторам впервые удалось добиться положительного результата в экспериментах на обезьянах. Для этого они ввели в оплодотворенные яйцеклетки яванских макак информационные РНК, кодирующие фермент Cas9, и направляющие РНК, обеспечивающие доставку Cas9 к генам-мишеням. Последующее секвенирование ДНК 15 эмбрионов выявило у 8 из них возникшие одновременно мутации двух генов-мишеней.
Схема и снимок ниже – из статьи в Cell
Генетически модифицированные эмбрионы имплантировали суррогатным матерям, одна из которых родила двух обезьянок-близнецов. Последующее секвенирование их геномов также продемонстрировало наличие мутаций двух генов-мишеней.
Исключительно важен тот факт, что применение системы CRISPR/Cas9 не привело к появлению непреднамеренных мутаций в других регионах генома. Это исключает возникновение нежелательных побочных эффектов при использовании данного подхода в терапевтических целях. Авторы считают, что полученные ими результаты открыли новое направление исследований, в рамках которого будет создано множество обезьяньих моделей различных заболеваний, что позволит добиться значительных успехов в разработке новых терапевтических стратегий.
Статья Yuyu Niu et al. Generation of Gene-Modified Cynomolgus Monkey via Cas9/RNA-Mediated Gene Targeting in One-Cell Embryos опубликована в журнале Cell.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам ScienceDaily:
Precise gene editing in monkeys paves the way for valuable human disease models.
03.02.2014