Стало возможным редактировать сразу несколько фрагментов генома

Новый инструмент CHyMErA, созданный исследователями из Университета Торонто, позволяет редактировать сразу несколько фрагментов генома. О своей разработке авторы рассказали в журнале Nature Biotechnology.

Метод редактирования ДНК CRISPR/Cas произвел революцию в изучении генома, позволив точно удалить любой человеческий ген и выяснить его функцию. Хотя такой инструмент не всегда «попадал» точно в цель, он был очень полезен для генетических исследований и позволил сделать множество открытий в это области. Однако с помощью CRISPR по-прежнему нельзя одновременно редактировать несколько участков генома. А между тем, такая особенность позволила бы пролить свет на совместное действие нескольких последовательностей и их регулирование при возникновении патологического состояния.

Теперь такой инструмент удалось создать исследователям из Университета Торонто. Он получил название CHyMErA (Cas Hybrid for Multiplexed Editing and Screening Applications). Его работа похожа на CRISPR, но новый инструмент использует сразу два фермента для редактирования — Cas9 и Cas12a. Cas12a — это фермент, который может быть использован для получения нескольких молекул направляющей РНК в одной и той же клетке. Именно это его свойство и позволяет редактировать сразу несколько фрагментов ДНК.

Перед тем, как создать новый инструмент, авторы несколько лет пытались создать системы редактирования нескольких фрагментов ДНК на основе либо Cas9, либо Cas12a. Но все попытки не приносили результата. Тогда ученые решили совместить эти два фермента. Опробовав новую технологию, авторы увидели, что она действительно способна удалить два сегмента генов.

На следующем этапе работы ученые прибегли к помощи коллег, чтобы применить CHyMErA для систематического анализа взаимодействия генов в здоровом состоянии и при различных патологиях. Исследователи смогли модифицировать систему для таких целей. В одном случае применения нового инструмента исследователи нацелили его на пары генов, известных как паралоги, которые имеют похожую последовательность, но остаются плохо изученными.

Поскольку паралоги возникли в результате дублирования гена, предполагалось, что они будут играть похожие роли. Но их функция не может быть раскрыта существующими методами одногенового таргетирования, главным образом потому, что один паралог компенсировал бы того, что отсутствовал. Используя этот инструмент примерно для 700 пар паралогов — почти всех, которые существуют в геноме человека — ученые подтвердили, что многие из этих пар генов действительно выполняют сходные роли в выживании клеток, в то время как другие имеют различные функции. В будущем авторы планируют использовать CHyMErA для решения других важных генетических задач и поиска ответа на вопросы, изучение которых было до сих пор недоступно.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.