Разработан новый подход к редактированию ДНК — NICER. Он позволяет исправлять ошибки в генетическом коде, избегая при этом нежелательных мутаций во время восстановления целостности двухцепочечной молекулы ДНК.
При использовании технологии CRISPR/Cas9 для редактирования ДНК происходит разрыв двойной спирали. В процессе её последующего восстановления могут иметь место случайные мутации и интеграция чужеродной ДНК в геном. В связи с этой особенностью метода, его применение в клинической практике вызывает определенные опасения.
Чтобы свести к минимуму непреднамеренные мутации, ученые задействовали никазы Cas9 — ферменты, создающие одноцепочечные разрывы, которые при восстановлении не провоцируют мутации. Восстановление происходит при участии неповрежденной гомологичной хромосомы в качестве матрицы. При этом успешному редактированию помогают множественные разрывы ДНК, они способствуют репарации. Новый метод редактирования генома называется NICER.
Ученые использовали человеческие лимфобластные клетки с мутацией в гене TK1. Клетки обрабатывали никазой для того, чтобы в области целевого гена произошел разрыв цепи ДНК. Когда никаза дополнительно индуцировала множественные разрывы в этом участке на обеих гомологичных хромосомах, эффективность коррекции гена увеличивалась примерно в 17 раз благодаря активации механизма клеточной репарации. Использование NICER расширяет возможности для коррекции экспрессии генов, ассоциированных с различными заболеваниями.
Исследователи надеются, что новый метод будет не менее эффективным, чем CRISPR/Cas9, и позволит снизить вероятность случайных мутаций во время редактирования. NICER может открыть новые горизонты в лечении генетических заболеваний, обусловленных гетерозиготными мутациями.
Источник: Tomita, A. et al. Inducing multiple nicks promotes interhomolog homologous recombination to correct heterozygous mutations in somatic cells. Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-41048-5