Ученые предложили новый метод исправления генетических мутаций

С момента изобретения технологии CRISPR ученые стремились разработать все более эффективные вариации этого мощного инструмента, чтобы упростить редактирование ДНК. Похоже, им это удалось.

Два исследования, опубликованные в журналах Science и Nature, открывают дополнительные возможности базового редактирования генома, которые могут использоваться для генетических исследований и даже лечения болезней. «Новые редакторы не лучше и не хуже, чем CRISPR, они просто разные», — говорит Дэвид Лю, химик из Гарвардского университета.

В прошлом году команда Лю представила базовый редактор под названием ВЕ3, который может превратить цитозин в тимин и гуанин в аденин.

Теперь ученые несколько изменили технологию и добавили к ней другой фермент, который изменяет аденин на гуанин и тимин на цитозин. Это было очень сложной задачей, поскольку ни одно природное вещество не в состоянии сделать это. Команде пришлось создать систему, в которой бактерии должны были «научиться» вырабатывать такой фермент, чтобы выжить.

Редактор под названием АВЕ7 показал очень хорошие результаты. В серии тестов он провел нужную замену в более чем половине человеческих клеток с едва заметными мутациями.

Обычный CRISPR использует направляющую РНК в сочетании с нуклеазой. Вместе они прикрепляются к определенному участку ДНК, после чего фермент разрезает двойную спираль. Регенераторные механизмы пытаются восстановить целостность молекулы, но зачастую им это не удается. «Методика хороша для устранения инактивирующих генов», — утверждает исследователь CRISPR Фэн Чжан из Broad Institute в Кембридже, штат Массачусетс. — «Но лечение таким способом точечных аномалий связано с определенными трудностями».

В новых методиках ученые используют ферменты, чтобы точно перегруппировать некоторые из атомов на одном из четырех оснований, образующих ДНК или РНК. Это дает возможность превратить последовательно одну ДНК в другую. «Это очень полезное дополнение», — говорит исследователь Эрик Сонтхаймер из Медицинской школы Массачусетского университета в Вустере. — «Многие заболевания человека вызваны изменением одного основания ДНК. CRISPR не всегда удается исправить точечные мутации эффективно и чисто, но новый метод мог бы легко справиться с ними».

«Технология не сопровождается значительными нежелательными изменениями», — говорит Лю. Это делает АВЕ7 более безопасным, чем стандартная методика, сводя к минимуму вероятность нарушений, вызывающих, например, рак.

Вместе ВЕ3 и АВЕ7 могут применяться для исправления двух третей точечных мутаций, которые диагностируются у людей.