Инструменты направленного редактирования генома, такие как CRISPR, основаны на использовании «молекулярных ножниц», которыми можно «разрезать» ДНК. Ненужный участок либо удаляют, либо заменяют новым — «отредактированным». Но есть и альтернативный вариант, при котором сама последовательность ДНК остается неизменной — это лучше, чем вырезать/вставлять гены, так как позволяет менять их активность временно и обратимо.
Речь идет об эпигеноме — совокупности химических «меток» на ДНК и гистоновых белках, которые участвуют в упаковке ДНК в ядре и считывании с нее генетической информации. Такие эпигенетические изменения, не затрагивающие структуру ДНК, участвуют в регулировке работы генов, то есть, они могут их «включать» и «выключать».
Удалять или добавлять такие химические метки (например, метильные группы — СН3) можно с помощью специальных препаратов. Уже есть противораковые лекарства с таким действием, но их использование очень ограниченно, так как они неизбирательно действуют одномоментно на многие гены, что приводит к серьезным побочным эффектам.
Процедуру редактирования эпигенома можно сделать избирательной и точечно направленной: для этого к модифицированной версии CRISPR присоединяют регуляторные молекулы, которые сами клетки используют для «включения» или «выключения» нужного гена.
Эксперименты на лабораторных мышах показали, что редактирование эпигенома потенциально более безопасно, чем последовательностей ДНК. Более того: при необходимости с помощью эпигеномного редактирования можно получить более мягкий эффект — немного повысить или понизить активность гена. А если что-то пойдет не так, то процесс можно обратить вспять.
