Американские молекулярные биологи представили усовершенствованную версию геномного редактора CRISPR/Cas, позволяющую подавлять лишнюю копию 21-й хромосомы у людей с синдромом Дауна. Результаты экспериментов опубликованы в журнале PNAS.
Плату за свет и мусор снизят после масштабной проверки сферы ЖКХ
Исследователи предложили использовать механизм, основанный на последовательности XIST. Этот участок ДНК кодирует РНК-молекулу, которая в норме подавляет одну из двух Х-хромосом в клетках женщин. По замыслу ученых, внедрение XIST в третью копию 21-й хромосомы может привести к ее «отключению». Для этого была создана адаптированная версия CRISPR/Cas, способная осуществлять такую вставку.
Работу выполнила группа американских молекулярных биологов под руководством доцента Гардвардского университета Волни Шина. По их данным, развитие синдрома Дауна связано с нарушениями в работе примерно 500 генов и выработке десятков коротких молекул РНК. Из-за этого точечные изменения отдельных генов с помощью стандартной генной терапии не позволяют устранить проблему целиком.
Альтернативный подход предполагает воздействие сразу на всю лишнюю 21-ю хромосому. Теоретически этого можно добиться, встроив в нее последовательность XIST, которая инициирует процесс подавления активности хромосомы. Ранее попытки реализовать подобную стратегию сталкивались с техническими трудностями: значительная длина XIST осложняла ее перенос в 21-ю хромосому существующими методами редактирования генома.
Ученые решили эту проблему, модифицировав CRISPR/Cas таким образом, чтобы редактор встраивал не двойную, а одинарную спираль ДНК. Дополнительные изменения коснулись структуры белка Cas9, выполняющего функцию «молекулярных ножниц». В результате эффективность «отключения» лишней хромосомы достигла примерно 40 процентов, тогда как ранее этот показатель составлял от 1 до 8 процентов клеток.
По данным авторов исследования, в культурах стволовых клеток, полученных от носителей синдрома Дауна, такая процедура привела к нормализации работы широкого спектра генов. Это, как отмечают биологи, создает предпосылки для проведения дальнейших испытаний генной терапии на модельных животных.
Читайте также: