Инструмент для редактирования генома TALEN превосходит CRISPR-Cas9 в плотно упакованной ДНК

Исследователи использовали визуализацию одной молекулы для сравнения инструментов редактирования а -Cas9 и TALEN. Их эксперименты показали, что TALEN в пять раз более эффективен, чем , в плотно упакованных частях генома, называемых гетерохроматином. Синдром ломкой Х-хромосомы, серповидно-клеточная анемия, бета-талассемия и другие заболевания являются результатом генетических дефектов гетерохроматина.


Исследователи сообщают о своих выводах в журнале. Nature Communications.

По словам Хуйминь Чжао, профессора химической и биомолекулярной инженерии в Университете Иллинойса в Урбана-Шампейн, который руководил новым исследованием, исследование добавляет доказательства того, что необходим более широкий выбор инструментов редактирования генома для нацеливания на все части генома.

«CRISPR — очень мощный инструмент, который произвел революцию в генной инженерии», — сказал Чжао. «Но у него все еще есть некоторые ограничения».

CRISPR — это бактериальная молекула, которая обнаруживает вторгшиеся вирусы. Он может нести один из нескольких ферментов, таких как -9, которые позволяют ему разрезать вирусные геномы в определенных местах. TALEN также сканирует , чтобы найти и нацелить определенные гены. И CRISPR, и TALEN могут быть разработаны для нацеливания на определенные гены для борьбы с болезнями, улучшения характеристик сельскохозяйственных культур или для других приложений.

Чжао и его коллеги использовали флуоресцентную микроскопию одиночных молекул, чтобы непосредственно наблюдать, как два инструмента редактирования генома работают в живых клетках млекопитающих. Флуоресцентные метки позволили исследователям измерить, сколько времени потребовалось CRISPR и TALEN, чтобы двигаться по ДНК, а также обнаруживать и вырезать целевые участки.

«Мы обнаружили, что CRISPR лучше работает в менее уязвимых областях генома, но TALEN может получить доступ к этим генам в гетерохроматиновой области лучше, чем CRISPR», — сказал Чжао. «Мы также увидели, что TALEN может иметь более высокую эффективность редактирования, чем CRISPR. Он может разрезать ДНК, а затем вносить изменения более эффективно, чем CRISPR».

TALEN был в пять раз эффективнее CRISPR в нескольких экспериментах.

Результаты приведут к усовершенствованию подходов к нацеливанию на различные части генома, сказал Чжао.