Благодаря новому ферменту CRISPR теперь может редактировать почти весь геном человека

Ученые из Университета Дьюка совместно с коллегами из Гарвардского университета, Массачусетского технологического института, Медицинской школы Университета Массачусетса, Университета Цюриха и Университета Макмастера разработали новый фермент, который позволяет технологиям CRISPR точно нацеливаться почти на все гены человека. Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications , значительно расширяет возможности генной инженерии в лечении широкого спектра заболеваний.

Изначально система CRISPR могла воздействовать только на 12,5% генома человека, но новый метод открывает доступ почти к каждому гену. CRISPR-Cas - это бактериальная иммунная система, использующая молекулы РНК и белки Cas для нацеливания и уничтожения ДНК вторгающихся вирусов. С момента ее открытия исследователи активно разрабатывали новые системы CRISPR для генной терапии.

Для внесения изменений в геном, белки Cas используют молекулу РНК, которая направляет фермент к конкретному участку ДНК, и протоспейсерный прилегающий мотив (PAM) - короткую последовательность ДНК, необходимую для связывания с белком Cas.

В предыдущих исследованиях команда Чаттерджи обнаружила и разработала новые белки Cas9, включая Sc++, требующий лишь одну основу гуанина для среза. Это позволило редактировать почти 50% всех последовательностей ДНК. Вместе с тем, коллеги из Гарварда разработали вариант SpRY, способный связываться с любой из четырех оснований ДНК, формирующих PAM.

Новый вариант, SpRyc, объединяет лучшие качества обоих систем. Он может нацеливаться почти на 100% генома с большей точностью. Несмотря на то, что SpRyc действует медленнее своих аналогов, он более эффективен в редактировании конкретных участков ДНК и точнее, чем SpRY.

Исследователи также изучили потенциальное терапевтическое применение SpRyc для генетических заболеваний, не поддающихся лечению стандартной системой CRISPR. Они успешно применили SpRyc для коррекции мутаций, вызывающих синдром Ретта - прогрессирующее неврологическое расстройство, в основном поражающее молодых женщин, и болезнь Хантингтона - редкое наследственное неврологическое заболевание.

"SpRyc открывает большие перспективы, будь то клиническое применение или усовершенствование эффективности," говорит Чаттерджи. "Мы с нетерпением ждем возможности исследовать все способности нашего инструмента".