Технологию редактирования генома CRISPR сделали безошибочной

Москва. 3 декабря. INTERFAX.RU - Американским ученым удалось модифицировать систему редактирования генома CRISPR/Cas9, снизив количество ошибок практически до нуля. Низкая точность была основной преградой к использованию системы на человеке, сообщает сайт N+1 со ссылкой на журнал Science.

Система CRISPR/Cas9 состоит из эндонуклеазы Cas9, которая способна разрезать двухцепочечную молекулу ДНК, и связанной с ней молекулы РНК, которая по принципу комплементарности (форма взаимодействия в генотипе, приводящая к новому признаку - ИФ) позволяет белку найти нужный участок в геноме. Такая система позволяет редактировать определенные участки ДНК, нацеливаясь на них последовательностью направляющей РНК.

Изменение фермента

Однако существенный недостаток системы заключается в том, что Cas9 может неспецифично связываться с ДНК - в участках, которые не полностью комплементарны направляющей РНК. Фермент может нарушить последовательности важных генов, что было основной преградой к применению системы CRISPR/Cas9 на человеке.Чтобы исправить это, исследователи заменили три аминокислотных остатка в Cas9 из бактерии Streptococcus pyogenes, что привело к сильному снижению частоты неспецифических разрезов этим ферментом.

Исследователи определили, какие именно аминокислотные остатки нужно заменить, используя данные о структуре фермента. Cas9 имеет положительно заряженную бороздку, с которой связывается отрицательно заряженная ДНК. Ученые смогли предсказать, что замена некоторых положительно заряженных аминокислот в этом месте на нейтральные сделает неспецифическое связывание более слабым. Тогда его частота по сравнению со специфическим снизится.

Поэкспериментировав с несколькими возможными заменами, ученые обнаружили, что мутации трех аминокислотных остатков настолько снижают число неспецифических разрезов, что они не обнаруживаются вовсе. Новый фермент назвали eSpCas9 и в ближайшее время планируют сделать доступным для других исследователей.

CRISPR/Cas9 система - перспективный инструмент для редактирования генов, мутации в которых вызывают наследственные заболевания. Компания Editas планирует начать клинические испытания на человеке уже в 2017 году.