Быстрый прогресс в инструментах редактирования генов вызвал безумный ажиотаж в биологическом сообществе. Главный герой нынешних ножниц для ДНК третьего поколения — CRISPR — инструмент, который быстрее и дешевле, чем его предшественники.
Вырезая небольшую последовательность ДНК, CRISPR-Cas9 и CRISPR-Cpf1 используются для подавления или снижения экспрессии дефектных генов. Однако в прошлом году внимание биологов привлек новый метод редактора баз, который не вызывает случайных делеций и вставок ДНК, а вместо этого заменяет только одну базу ДНК. Эти типы генной коррекции имеют решающее значение, поскольку некоторые заболевания вызваны неправильным написанием одного из четырех основных компонентов ДНК; аденин (A), цитозин (C), гуанин (G) и тимин (T). Однонуклеотидные ошибки в ДНК называют точечными мутациями.
Примеры заболеваний, вызванных точечными мутациями, включают: муковисцидоз, серповидно-клеточную анемию и дальтонизм.В отличие от существующих ДНК-ножниц третьего поколения, метод базового редактора состоит из варианта CRISPR-Cas9 (nCas9, никаза), слитого с другим ферментом, называемым цитозиндезаминазой, который заменяет компонент ДНК С на Т. Ножницы направляют в нужное положение. положение на ДНК с помощью направляющей РНК.
Однако до сих пор не было известно, работал ли базовый редактор только в области дефектного гена или он без необходимости заменял Cs в других областях (вне цели).Всего через месяц после сообщения о первом успешном базовом редактировании животных в Nature Biotechnology с целью модификации одного нуклеотида в генах дистрофина и тирозиназы та же команда продемонстрировала точность этого метода в масштабе генома.
Чтобы определить правильность редактирования гена для всего генома, исследователи IBS модифицировали метод проверки ошибок, известный как Digenome-seq, чтобы адаптировать его к методу базового редактора. Digenome-seq был использован и проверен в прошлом году, когда команда проанализировала точность CRISPR-Cpf1 и Cas9.
Исследователи IBS также улучшили компьютерную программу (Digenome 2.0), чтобы более полно идентифицировать нецелевые объекты, и сравнили различные направляющие РНК, чтобы найти ту, которая уменьшает сбои и увеличивает специфичность.Используя эту технику, команда продемонстрировала правильность базовой техники редактора и обнаружила, что она даже более точна, чем текущая CRISPR-Cas9 третьего поколения.
Техника редактирования базы индуцировала преобразования C-to-T в сайтах 1-67 в геноме человека, в то время как CRISPR-Cas9 вызывал расщепления в 30-241 сайтах, что означает, что редактор базы вносит меньше изменений вне цели. «Поэтому ожидается, что эти базовые редакторы будут использоваться так же широко, как и популярная технология CRISPR», — с энтузиазмом говорит КИМ.