Масачузетският технологичен институт разбра как безопасно да "вмъкне" няколко гена в ДНК наведнъж

Учени от Масачузетския технологичен институт разработиха нов ген

редактиране, което може да изрежедефектни гени и безопасно да ги замени с нови. Използвайки този метод, изследователите замениха гени от до 36 000 базови двойки ДНК в няколко вида човешки клетки, както и в чернодробни клетки на мишки. Технологията ще помогне при лечението на заболявания с голям брой мутации, например кистозна фиброза.

Предложеният метод съчетава предишнияизследвания в областта на генното инженерство и биологията на микроорганизмите. По-конкретно, изследователите използват технология за насочване CRISPR-Cas9, молекули на защитната система на бактериите и ензимите, които вирусите използват, за да заразят бактериите.

Технологията CRISPR-Cas9 показа ефективност припроцес на редактиране на гени. Състои се от ензим за рязане на ДНК, наречен Cas9, и къса верига от РНК, която насочва ензима към специфична област на генома, казвайки на Cas9 къде да реже. Недостатъкът на този метод е, че множеството прекъсвания в двойноверижната ДНК причиняват мутации, които могат да доведат до странични ефекти.

Учените са използвали интегрази, ензими, коитобактериофагите (вирусите) се използват за вмъкване на техния генетичен материал в бактериални клетки - за създаване на метод, който не изисква много разбиване на ДНК. 

В работата си изследователите са използвалисеринови интегрази, които могат да вмъкнат огромни фрагменти от ДНК с размер до 50 000 базови двойки. Тези ензими са насочени към специфични последователности в генома, известни като места за прикрепване, които функционират като "подложки за кацане". Когато намерят правилното място за кацане в генома на гостоприемника, те се свързват с него и интегрират полезния си товар в ДНК.

Схематично представяне на метода PASTE. Изображение: Matthew T. N. Yarnall et al., Nature Biotechnology

Методът, който изследователите нарекоха PASTE,използва ензима Cas9, който прави единичен разрез на правилното място и вмъква "подложка за кацане", състояща се само от 46 базови двойки ДНК. Това вмъкване може да се извърши без разрушаване на ДНК: първо една верига от молекулата се променя с помощта на слята обратна транскриптаза, а след това втората, допълваща я. След „пресаждане“ на малък участък учените задействат интеграза, която се свързва с него и естествено вмъква дълъг участък от ДНК.

В поредица от експерименти учените доказаха, че теможе да използва PASTE за вмъкване на гени в няколко вида човешки клетки, включително чернодробни клетки, Т клетки и лимфобласти (незрели бели кръвни клетки). Те тестваха системата за доставка с 13 различни гени за полезен товар, включително тези, които могат да бъдат терапевтично полезни, и успяха да ги вмъкнат в девет различни места в генома. В същото време броят на нежеланите вложки се оказа незначителен.

Прочетете още:

Кравите били хранени с коноп и проверявали какво се е случило с млякото им

Назоваха основната опасност от лунната мисия "Артемида"

Създадена навигационна система, която е по-точна от GPS