Ученые Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали новый, более безопасный метод редактирования человеческой ДНК, который может быть полезен в качестве генной терапии. Для этого они использовали более мягкую технологию CRISPR, которая уменьшает количество нежелательных побочных мутаций. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.
Подход генетиков основан на естественном механизме восстановления поврежденной ДНК, который называется гомологичной рекомбинацией. Он заключается в обмене генетическими последовательностями между двумя гомологичными хромосомами — копиями одной и той же хромосомы, одна из которых досталась от матери, а другая — от отца. Во многих случаях люди, страдающие от генетических нарушений, несут мутацию в одной из гомологичных хромосом. По задумке исследователей, можно вырезать мутантный ген, после чего нормальный ген копируется из другой хромосомы и вставляется на место прежнего.
В ходе экспериментов ученые вмешались в ДНК плодовых мушек, чтобы создать мутантных особей, у которых были не нормальные красные, а белые глаза. Этот внешний признак указывал на повреждение гена, необходимого для производства красного пигмента. Для репарации ДНК исследователи воспользовались технологией CRISPR. Специфическая молекула РНК, называемая гидовой РНК, помечает мутантную последовательность гена для фермента Cas9, который вырезает ее. Когда клетки начинали производить гидовую РНК и Cas 9, на глазах мушек появились большие красные пятна.
На следующем этапе исследования генетики воспользовались различными вариантами Cas9, называемыми никазами (надрезающими эндонуклеазами), которые нацелены только на одну цепь двухцепочечной ДНК. Результатом также стало восстановление красного цвета глаз, при этом применение никаз было на 30-40 процентов эффективнее подхода с двуцепочечным разрезанием с помощью традиционной Cas9. В отличие от никаз, Cas9 способствует множеству нецелевых, то есть побочных, мутаций в других частях генома.
По словам авторов работы, необходимы дальнейшие исследования, чтобы выяснить, как никазы будут работать в человеческих клетках и универсальны ли они в отношении любых генов.
