Природний генний скальпель. Учені виявили у тварин механізм редагування генів

Редагування генів, або зміна ДНК живих клітин, стає все більш популярним в останнє десятиліття. Досі головним методом редагування в цій галузі була CRISPR-Cas9, система, спочатку знайдена в бактеріях. Але нове дослідження, проведене Массачусетським технологічним інститутом, показує, що альтернатива, яка природно зустрічається у тварин, відома як Fanzor, може змінити стан монополії CRISPR-Cas9, пише New Atlas.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найцікавіші новини зі світу науки!

Система CRISPR-Cas9 — це інструмент, який бактерії використовують для боротьби з вірусами. Коли вірус атакує бактерії, вони вирізають ділянку ДНК вірусу і зберігають її, що дає їм змогу надалі розпізнавати його і боротися з ним, якщо він спробує вторгнутися знову. У 2012 році вчені зрозуміли, що ми можемо запозичити цей інструмент у бактерій і використовувати його для редагування ДНК у живих клітинах. Це відкрило двері у світ нескінченних можливостей — від лікування хвороб до поліпшення якості та кількості врожаю.

Але яким би ефективним не був CRISPR, вчені завжди задавалися питанням: чи може бути щось краще? Бактерії, зрештою, є далекими родичами на нашому сімейному дереві життя. Можливо, у наших ближчих родичів є схожі системи, які ми могли б використовувати? Саме це питання привело дослідників Массачусетського технологічного інституту до Fanzor.

Відкриття Fanzor стало результатом попередньої роботи, під час якої команда виявила новий тип ферментів для розрізання ДНК у бактерій, відомих як OMEGA. Дослідники помітили, що ці OMEGA мають разючу схожість із групою білків, відомих як Fanzor, що трапляються в еукаріотах (організмах, до яких належать люди та тварини).

У своєму новому дослідженні вчені вивчили білки Fanzor, взяті з різних еукаріотів, включно з грибами, водоростями, амебами і молюсками. Команда виявила, що білки Fanzor, як і CRISPR, можуть розрізати ДНК, але використовують дещо інший підхід. Білки Fanzor використовують сегменти РНК, відомі як омега-РНК, для виконання розрізу. Вчені вперше спостерігали подібний механізм у еукаріотів.

Також, дослідження виявило, що білки Fanzor є частиною "стрибучих генів", тобто генів, які можуть переміщатися в межах геному організму. Це відкриття дозволяє припустити, що ці білки Fanzor могли спочатку з'явитися у бактерій.

Потім дослідники перевірили, чи можна використовувати Fanzor для редагування генів у клітинах людини. Результати показали, що Fanzor дійсно може вставляти і видаляти гени в певних місцях геному. Хоча успішність Fanzor була нижчою, ніж у CRISPR, важливо пам'ятати, що CRISPR розробляли і вдосконалювали протягом десятиліття. Крім того, Fanzor показав, що він може бути більш вибірковим, ніж CRISPR, розрізаючи потрібну ДНК без ушкодження навколишніх ділянок.

Відкриття Fanzor може мати великі наслідки для майбутнього редагування генів. Цей інструмент природного походження може стати ключовим гравцем у нашому наборі інструментів для редагування генів. Крім того, відкриття Fanzor дає змогу припустити, що в природі може ховатися ще більше інструментів редагування генів, які чекають свого часу.

Раніше Фокус писав чому брати і сестра не є копіями, всупереч усталеним переконанням. Розвінчуючи поширені міфи, експертка дослідила захопливий світ генетики та непередбачувану ДНК, якою ми ділимося з братами та сестрами.

Також Фокус писав про поліпшення технології редагування генів CRISPR. Нова версія показує, що підвищення точності технології CRISPR-Cas9 знижує ризик трансформації ракових клітин під час генної терапії.