Logo
Cover

Ни одно из событий, происходящих с клеткой, не проходит бесследно. Атаки вирусов, воздействие токсинов и другие формы стресса меняют активность генов и состав матричных РНК. Доступ к этой информации позволил бы создать эффективные биодатчики и диагностические инструменты.

1617

К сожалению, следы активности генов быстро исчезают: мРНК существуют недолго, а клетки через какое-то время погибают и меняются на новые. Однако исследователям из Швейцарской высшей технической школы Цюриха удалось разработать способ, который позволяет записывать все события, происходящие с клеткой.

Как сообщает Science Daily, ученые воспользовались технологией CRISPR-Cas. У бактерий этот механизм служит для борьбы с вирусами. Каждая отраженная атака записывается в геном — на участке, который и называется CRISPR. Этот фрагмент содержит фрагменты вирусной ДНК, разделенные короткими бессмысленными последовательностями.

Исследователи взяли бактерию Escherichia coli и модифицировали ее механизм CRISPR, совместив работу белка Cas с ферментом обратная транскриптаза, который способен кодировать ДНК на основе РНК.

Полученная гибридная система в хронологическом порядке сохраняла в массиве CRISPR информацию о всех матричных РНК, произведенных клеткой. Поскольку ДНК намного стабильнее РНК, эти данные можно извлечь из клетки по прошествии длительного времени. Более того, модифицированная бактерия передаст генетическую «летопись» дочерним клеткам. Это позволит получить доступ к информации даже спустя много поколений.

Современные методы анализа произведенных клеткой мРНК, или транскриптома, представляют собой «моментальный снимок». Новая методика впервые в истории обеспечит доступ ко всему клеточному архиву.

Эффективность подхода подтвердили эксперименты, в которых бактерии обрабатывали гербицидами. Ученые обнаружили следы химической атаки даже у клеток, которые пережили ее относительно давно, а также у их потомков. По мнению исследователей, новый подход будет особенно эффективен при создании биодатчиков загрязнений. А если систему удастся перенести на клетки человека, то она послужит диагностическим инструментом.

Технология CRISPR уже сегодня применяется в диагностике — в частности, для выявления рака груди. Например, ученым удалось разработать методику, которая выявила опасные мутации среди 4000 вариантов гена BRCA1.