Природный генный скальпель. Ученые обнаружили у животных механизм редактирования генов

Редактирование генов или изменение ДНК живых клеток, становится все более популярным в последнее десятилетие. До сих пор главным методом редактирования в этой области была CRISPR-Cas9, система, первоначально найденная в бактериях. Но новое исследование, проведенное Массачусетским технологическим институтом, показывает, что альтернатива, естественно встречающаяся у животных, известная как Fanzor, может изменить состояние монополии CRISPR-Cas9, пишет New Atlas.

В Фокус.Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и увлекательные новости из мира науки!

Система CRISPR-Cas9 — это инструмент, который бактерии используют для борьбы с вирусами. Когда вирус атакует бактерии, они вырезают участок ДНК вируса и сохраняют его, что позволяет им в дальнейшем распознавать его и бороться с ним, если он попытается вторгнуться снова. В 2012 году ученые поняли, что мы можем позаимствовать этот инструмент у бактерий и использовать его для редактирования ДНК в живых клетках. Это открыло двери в мир бесконечных возможностей — от лечения болезней до улучшения качества и количества урожая.

Но каким бы эффективным ни был CRISPR, ученые всегда задавались вопросом: может ли быть что-то лучше? Бактерии, в конце концов, являются дальними родственниками на нашем семейном древе жизни. Может быть, у наших более близких родственников есть похожие системы, которые мы могли бы использовать? Именно этот вопрос привел исследователей Массачусетского технологического института к Fanzor.

Открытие Fanzor стало результатом предыдущей работы, в ходе которой команда обнаружила новый тип ферментов для разрезания ДНК в бактериях, известных как OMEGA. Исследователи заметили, что эти OMEGA имеют поразительное сходство с группой белков, известных как Fanzor, которые встречаются в эукариотах (организмах, включающих людей и животных).

В своем новом исследовании ученые изучили белки Fanzor, взятые из различных эукариот, включая грибы, водоросли, амебы и моллюсков. Команда обнаружила, что белки Fanzor, как и CRISPR, могут разрезать ДНК, но используют несколько иной подход. Белки Fanzor используют сегменты РНК, известные как омега-РНК, для выполнения разреза. Ученые впервые наблюдали подобный механизм у эукариот.

Также, исследование обнаружило, что белки Fanzor являются частью "прыгающих генов", то есть генов, которые могут перемещаться в пределах генома организма. Это открытие позволяет предположить, что эти белки Fanzor могли первоначально появиться у бактерий.

Затем исследователи проверили, можно ли использовать Fanzor для редактирования генов в клетках человека. Результаты показали, что Fanzor действительно может вставлять и удалять гены в определенных местах генома. Хотя успешность Fanzor была ниже, чем у CRISPR, важно помнить, что CRISPR разрабатывался и совершенствовался на протяжении десятилетия. Кроме того, Fanzor показал, что он может быть более избирательным, чем CRISPR, разрезая нужную ДНК без повреждения окружающих участков.

Открытие Fanzor может иметь большие последствия для будущего редактирования генов. Этот инструмент естественного происхождения может стать ключевым игроком в нашем наборе инструментов для редактирования генов. Кроме того, открытие Fanzor позволяет предположить, что в природе может скрываться еще больше инструментов редактирования генов, которые ждут своего часа.

Ранее Фокус писал почему братья и сестра не являются копиями, вопреки устоявшимся убеждениям. Развенчивая распространенные мифы, эксперт исследовала увлекательный мир генетики и непредсказуемую ДНК, которой мы делимся с братьями и сестрами.

Также Фокус писал об улучшении технологии редактирования генов CRISPR. Новая версия показывает, что повышение точности технологии CRISPR-Cas9 снижает риск трансформации раковых клеток при генной терапии.