РНК-булавка повысила точность CRISPR в 50 раз
Logo
Cover

Промахи инструмента генного редактирования CRISPR — один из главных поводов для критики. Команда ученых из США, возможно, нашла универсальный прием, повышающий точность этой технологии во всех ее формах.

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.