Прорыв в изучении коррекции генетических заболеваний на уровне ДНК

Источник: Successful Workplace

Международная группа ученых сделала большой шаг вперед в понимании того, как ферменты «редактируют» гены. Результаты исследования, проведенного специалистами Университета Бристоля (Великобритания), Университета Мюнстера (Германия) и Литовского института биотехнологий  прокладывают путь для коррекции генетических заболеваний у пациентов. Ученые в режиме реального времени наблюдали процесс, в ходе которого класс ферментов CRISPR связывает и изменяет структуру ДНК. CRISPR ферменты были впервые обнаружены в 1980 году, ученые выяснили, что бактерии используют их в качестве иммунной защиты от вторжения вирусов. А совсем недавно выяснилось, что один тип ферментов из этого семейства – Cas9 – может быть инструментом редактирования генома человека.

Ферменты Cas9 были адаптированы для точного нацеливания на одну комбинацию «букв» среди трех миллиардах пар оснований в молекуле ДНК. Это эквивалентно коррекции одного слова с ошибкой в 23-томной энциклопедии. Чтобы найти «иголку в стоге сена», ферменты используют молекулу РНК – нуклеиновой кислоты, близкой пол структуре к ДНК. Процесс ориентации требует, чтобы ферменты разводили в стороны друг от друга нити ДНК и вставляли РНК с образованием специфичной последовательной структуры, называемой «R-петля». Ученые протестировали модель R-петли с помощью специально модифицированного микроскопа, в которых отдельные молекулы ДНК растягиваются в магнитном поле.

Изменяя крутящее усилие на ДНК, исследователи смогли непосредственно наблюдать за событиями формирования «R-петли» одиночными CRISPR ферментами. Благодаря этому ученым удалось выявить ранее скрытые шаги в этом процессе. Профессор Марк Щелкун (Университет Бристоля) отмечает, что важной задачей в эксплуатации данного инструмента редактирования генома является обеспечение высочайшей точности. Проведенные эксперименты обеспечивают более глубокое понимание того, как последовательность оснований в ДНК влияет на формирование R-петли. В будущем это поможет в рациональной модификации CRISPR ферментов для повышения их точности и сведения к минимуму нецелевых воздействий. В итоге, эти инструменты можно будет применять для исправления генетических заболеваний у пациентов.