Без должного уровня точности любая генная терапия CRISPR становится игрой в кости. Однако специалистам из Университета Дьюка удалось модифицировать структуру гидовых РНК — незаменимых «ищеек», разыскивающих определенные последовательности ДНК, по которым белок Cas наносит удар и разрезает их, пишет Singularity Hub.
Внесенные учеными изменения обманчиво просты: они снабдили один конец гРНК «запирающим механизмом», чтобы только целевая ДНК могла «спустить с поводка» Cas. И именно благодаря такой простоте гРНК 2.0 способна фундаментально исправить точность различных систем CRISPR — не только тех, которые работают с классическим белком Cas9, но и новые диагностические системы на основе Cas12a, например.
Как и любая другая биологическая система, процесс редактирования ДНК требует энергии. Прошлые исследования показали, что чем точнее совпадают РНК и ДНК, тем проще им сформировать так называемую R-петлю: молекулярный гибрид, запускающий процесс разрезания.
Идея изобретателей заключалась в том, чтобы добавить к хвостовой части гРНК дополнительную структуру. Эта «булавка» работает во многих случаях как физическое препятствие: пока РНК не совпадет с целевой ДНК, она мешает образованию R-петель. А значит, нет и непредусмотренных разрезов. Но если последовательности совпадают, гРНК отрывает булавку и запускает в действие ножницы Cas.
С помощью компьютерного моделирования ученые создали целый набор таких булавок. Испытав их с классическим Cas9, они увидели, что точность выросла в 50 раз. С другими разновидностями ножниц Cas результат был столь же впечатляющим.
Более того, выяснилось, что можно настраивать силу ножниц Cas, понемногу меняя структуру булавки. Можно либо еще сильнее повысить точность в ущерб эффективности разреза, либо увеличить активность Cas, слегка теряя в точности.
В прошлом году ученые США повысили точность генетического редактирования в 100–1000 раз, использовав полые наночастицы золота, покрытые цепочками ДНК. Так они получили возможность контролировать, где именно и в какой момент будет запущен белок, предназначенный для разрезания ДНК.
