Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Метод редактирования генома позволяет себе много лишнего

Метод редактирования генома под названием CRISPR/Cas в современной биотехнологии – одна из самых популярных тем в последние несколько лет.

Метод редактирования генома позволяет себе много лишнего

Вкратце его суть такова: с помощью модифицированных бактериальных ферментов можно внести исправления в определенный участок ДНК, и, в отличие от других редактирующих методов, это можно сделать весьма точно, в том смысле, что молекулярная редактирующая машина сработает только там, куда ее направят. Метод, кроме высокой точности, оказался еще и сравнительно простым, и к тому же универсальным – его можно использовать абсолютно на любом участке генома.



Естественно, тут очень скоро заговорили про революцию в биомедицине – ведь с таким инструментом мы вскоре сможем исправлять любые генетические дефекты. Много шума наделала двухлетней давности статья китайских исследователей, которые с помощью CRISPR отредактировали геном человеческого эмбриона, и все больше появляется работ, авторы которых описывают, как им удалось исправить тот или иной мутантный ген либо в культуре клеток, либо в зародыше животного.

Но в последнее время как раз к точности CRISPR/Cas возникает все больше вопросов. Около года назад мы писали про статью в Nature Methods: в ней говорилось о том, что после молекулярной машины CRISPR/Cas в геноме можно найти более полутора тысяч разнообразных мутаций – это и замены одной генетической «буквы»-нуклеотида на другую, и лишние вставки небольших фрагментов ДНК, и лишние удаления фрагментов ДНК. Правда, в случае той работы оказалось все в итоге не так: ее авторы приписали редактирующему методу те мутации, в которых он вовсе не виноват. Но вот сейчас в Nature Biotechnology появилась другая статья на ту же тему – что CRISPR/Cas позволяет себе в геноме много лишнего.

На сей раз исследователи из Института Сенгера сосредоточились не на небольших изменениях, а на крупных перестройках в молекуле ДНК. Чтобы понять, как это может происходить, нужно хотя бы приблизительно представить, как работает CRISPR/Cas. Сам молекулярный аппарат представляет собой сложный комплекс из белков и нуклеиновых кислот. Белок, который разрезает клеточную ДНК в нужном месте, снабжают специально синтезированной нуклеиновой кислотой – последовательность нуклеотидов в ней служит адресом, в соответствии с которым фермент ищет это самое нужное место.

Почувствовав, что ее ДНК повреждена, клетка пытается ее отремонтировать: к месту разреза приходят специальные белки, которые должны его зашить, причем такие белки в силу своих особенностей перед тем, как зашивать, еще увеличивают разрыв. Но зашивают они разрез в соответствии с шаблоном. Такой шаблон в виде еще одного куска нуклеиновой кислоты входит в состав комплекса CRISPR/Cas. Понятно, что образец синтезирован так, как это нужно нам: если нужно внести мутацию, то в шаблоне будет мутация, которую ремонтные белки воспроизведут, когда будут зашивать разрыв; если нужно, наоборот, избавиться от мутации, то шаблон будет нормальным.

Как оказалось, рядом с теми местами, где поработала CRISPR/Cas, выпадают большие куски ДНК. То есть в том месте, где нужно было что-то отредактировать, все отредактировано, но поблизости может исчезнуть текст в несколько тысяч пар оснований. И либо он просто исчезает, либо же здесь появляется заплатка с последовательностью, скопированной из какого-то другого места в геноме.

Вероятно, какие-то особенности работы CRISPR/Cas побуждают собственные ремонтные системы клетки выедать слишком большие куски в месте ДНК, и потом использовать какие-то образцы из далеких участков ДНК, чтобы залатать эти большие бреши. Авторы работы обнаружили такие крупные перестройки в клетках человека и в двух видах клеток мыши; никаких последствий, ни хороших, ни плохих, для клеток вроде не случилось, но гарантий безопасности здесь все равно мало.

Стоит отметить, что у CRISPR/Cas много модификаций, и среди них есть и такие, где ДНК никто не режет – принцип работы метода там несколько иной. Тем не менее, очевидно, что поведение CRISPR/Cas все еще требует всесторонних исследований, без которых пускать его в клинику было бы неоправданным риском.

Автор: Кирилл Стасевич





Ссылка на источник

Tags: ДНК, биотехнология, генная инженерия, геном
Subscribe

Posts from This Journal “генная инженерия” Tag

Buy for 20 tokens
Глядя на своих детей, каждый из нас рад и спокоен, когда они здоровы, когда смеются, бегают, играют. Когда им не больно. Но есть те, кто видит боль своих детей каждый день, боится отвести глаза, чтобы не потерять своего ребенка, борется за его жизнь. Ирина и Николай Османовы просят Вас о…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments