Новая технология CRISPR предлагает непревзойденный контроль над эпигенетическим наследованием

Ученые придумали, как изменить базовую архитектуру , чтобы расширить ее охват за пределы генома и в так называемый эпигеном — и небольшие молекулы, которые прикрепляются к ДНК и контролируют, когда и где включаются или выключаются.


В статье, опубликованной 9 апреля 2021 г. в журнале Клеткаисследователи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско и Института Уайтхеда описывают новый инструмент на основе CRISPR под названием «CRISPRoff», который позволяет ученым отключать практически любой ген в клетках человека, не внося ни единого изменения в генетический код. Исследователи также показывают, что после выключения ген остается инертным в потомках в течение сотен поколений, если только он не будет снова включен с помощью дополнительного инструмента под названием CRISPRon, также описанного в статье.

Поскольку эпигеном играет центральную роль во многих заболеваниях, от вирусной до рака, CRISPRoff может однажды привести к мощным эпигенетическим методам лечения. А поскольку этот подход не требует редактирования ДНК, он, вероятно, будет безопаснее, чем обычные терапевтические средства CRISPR, которые, как известно, вызывают нежелательные и потенциально вредные изменения в геноме.

«Хотя генетическая и клеточная — это будущее медицины, существуют потенциальные проблемы безопасности, связанные с постоянным изменением генома, поэтому мы пытаемся найти другие способы использования CRISPR для лечения болезней», — сказал Люк Гилберт, доктор философии. профессор Университета Хелен Диллер Семейного онкологического центра UCSF и соавтор новой .

Преобразование CRISPR из редактора генома в редактор эпигенома

Обычный CRISPR оснащен двумя частями молекулярного оборудования, которые делают его эффективным инструментом для редактирования генов. Одним из компонентов является , отсекающий ДНК, который дает CRISPR возможность изменять последовательности ДНК. Другой — это самонаводящееся устройство, которое можно запрограммировать на нулевую точку на любой интересующей последовательности ДНК, обеспечивая точный контроль над тем, где вносятся изменения.

Чтобы создать CRISPRoff, исследователи отказались от функции обычного фермента CRISPR, отрезающего ДНК, сохранив при этом самонаводящееся устройство, создав урезанный CRISPR, способный воздействовать на любой ген, но не редактировать его. Затем они подключили фермент к этому базовому CRISPR. Но вместо сплайсинга ДНК этот фермент действует на эпигеном.

Новый инструмент нацелен на особую эпигенетическую особенность, известную как , которая является одной из многих молекулярных частей эпигенома. Когда ДНК метилирована, к ДНК прикрепляется небольшая химическая метка, известная как метильная группа, которая заглушает близлежащие гены. Хотя метилирование ДНК происходит естественным образом во всех клетках млекопитающих, CRISPRoff предлагает ученым беспрецедентный контроль над этим процессом. Другой инструмент, описанный в статье, называется CRISPRon, удаляет метки метилирования, оставленные CRISPRoff, делая процесс полностью обратимым.

«Теперь у нас есть простой инструмент, который может заставить замолчать подавляющее большинство генов», — сказал Джонатан Вайсман, доктор философии, член Института Уайтхеда, соавтор новой статьи и бывший преподаватель UCSF. «Мы можем сделать это для нескольких генов одновременно без какого-либо повреждения ДНК и таким способом, который можно обратить вспять. Это отличный инструмент для контроля экспрессии генов».

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments