CRISPR модифицировали для разрезания и сращивания целых хромосом

Исследователи адаптировали технологию редактирования геномов CRISPR, чтобы с легкостью вырезать и соединять фрагменты ДНК длиной в миллион пар оснований. Работа была опубликована на страницах Science.

Представьте себе текстовый процессор, который позволяет вам изменять буквы или слова, но отказывается вырезать или переставлять целые абзацы. Биологи сталкиваются с такими ограничениями на протяжении десятилетий. Они могут включать или выключать гены и даже — с помощью технологии редактирования генома CRISPR — вносить точные изменения в эти гены. Вкупе эти возможности привели к появлению генетически модифицированных организмов и генной терапии. Однако манипулирование гораздо большими кусками хромосом до сих оставалось недостижимой целью.

Инструменты генной инженерии просто не могут справиться с длинными отрезками ДНК. Ферменты рестрикции — инструмент для разрезания ДНК — могут отрезать куски генетического материала и соединять концы. Образуются небольшие круглые сегменты, которые можно перемещать из одной клетки в другую. То, что из ДНК формируются колечки, — это хорошо, потому что участки линейной ДНК долго не живут: ферменты-эндонуклеазы разрушают их. Однако кольцевые участки могут вместить не более пары сотен тысяч оснований. Биологи же хотят перемещать сегменты хромосом длиной в миллионы оснований или более.

Исследователи из Калифорнийского технологического института решили эту проблему. Сперва команда адаптировала CRISPR, чтобы точно вырезать длинные участки ДНК, не оставляя шрамов. Затем они изменили фермент, называемый лямбда-красная рекомбиназа (lambda red recombinase), чтобы он склеивал концы исходной хромосомы (за вычетом удаленного участка) и склеивал концы удаленного участка. В результате формируются две кольцевых молекулы ДНК, которые таким образом защищены от эндонуклеаз. Техника позволяет создавать разные циклические хромосомные пары. Исследователи могут вставить в исходный геном любой фрагмент взамен вырезанного.

Команда утверждает, что инструмент позволяет изменять участки ДНК длиной в миллион пар оснований. По их словам, технология обещает упростить процедуру проектирования генно-модифицированных организмов.

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