Стародавні зомбі. Відновлені білки віком 2,6 мільярда років усе ще можуть редагувати клітини

білки
Фото: CIC nanoGUNE | Системи CRISPR колись розвинулися в бактерій як механізм самозахисту

Дослідники вважають, що відроджені ферменти CRISPR допомагають поліпшити інструменти редагування синтетичних генів.

Related video

Системи CRISPR колись розвинулися в бактерій як механізм самозахисту. Коли бактерія зазнавала атаки того чи іншого вірусу, вона використовувала ці ферменти, щоб відсікти фрагмент ДНК патогена та зберегти його. Потім, коли бактерія стикалася з тим самим типом вірусу, вона розпізнавала його та могла ефективніше боротися, пише New Atlas.

У новому дослідженні вчені з CIC nanoGUNE в Іспанії вирішили прокласти шлях до еволюції CRISPR у мікроорганізмах. У ході дослідження їм удалося воскресити стародавні білки CRISPR, що існували мільйони й навіть мільярди років. Виявилося, що вони не лише здатні редагувати людські клітини. Крім того, вчені виявили, що стародавні ферменти універсальніші, ніж сучасні версії, і здатні допомогти покращити інструменти редагування синтетичних білків CRISPR.

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

Усе почалося близько 10 років тому, коли дослідники виявили, що вони здатні копіювати здатність стародавніх CRISPR розпізнавати й розрізати ДНК, а потім використовувати її для розробки потужного інструменту редагування генів.

У результаті іспанським ученим вдалося створити нову систему, названу CRISPR-Cas9. По суті вона є парою молекулярних ножиць, які здатні вирізати ділянки ДНК з клітин і замінювати їх новими. Дослідники припускають, що в майбутньому цю систему можна буде використовувати для лікування хвороб, покращення сільськогосподарських культур і навіть створення бактерій для "нових цілей, що інтригують".

У новому дослідженні вчені зосередилися саме на нових цілях — реконструкції послідовності предків. Передбачається, що нові алгоритми можуть бути використані для аналізу та порівняння геномів живих організмів і навіть більше — здатні визначити, який вигляд мали б геноми їхніх предків.

Учені зазначають, що їм вдалося ідентифікувати й синтезувати ферменти Cas, які, як припускають дослідники, використовували найдавніші мікроорганізми, що існували від 37 мільйонів до 2,6 мільярда років тому. Дослідники провели додаткові тести на людських клітинах і виявили, що ці спадкові ферменти все ще функціонують у разі внесенні змін до генів.

Дослідники відзначають, що давні ферменти набагато простіші за сучасні, проте в цьому й полягає їхня сила — тоді як "нащадки" більше орієнтуються на певні ніші, їхні давні предки універсальніші.

За словами провідного автора дослідження Рауля Переса-Хіменеса, нове відкриття може виявитися проривом у світі науки й надалі може бути використане для нових ферментів, що забезпечують баланс геному. Потенційно цю систему можна використовувати для лікування низки захворювань і навіть інших досягнень у сфері редагування геномів.

Раніше Фокус писав про те, що вчені виявили тисячолітній патоген, який ховається в нас, — давня інфекція пожирає кістки.