Новый метод редактирования генов исправляет мутации более мягко

Лечение генетических заболеваний является одной из величайших задач современной медицины. В течение последнего десятилетия развитие технологий CRISPR и достижения в области генетических исследований принесли новую надежду пациентам и их семьям, хотя безопасность этих новых методов по-прежнему вызывает серьёзную озабоченность.

Группа биологов из Калифорнийского университета в Сан-Диего описывает новый, более безопасный подход, который может исправить генетические дефекты в будущем. Их стратегия, которая использует естественный механизм репарации ДНК, обеспечивает основу для новых методов генной терапии с потенциалом для лечения большого спектра генетических заболеваний.

Во многих случаях те, кто страдает от генетических нарушений, несут различные мутации в двух копиях генов, унаследованных от их родителей. Это означает, что часто мутация на одной хромосоме будет иметь аналог функциональной последовательности на другой хромосоме. Исследователи использовали инструменты генетического редактирования CRISPR, чтобы использовать этот факт.

«Здоровый вариант может быть использован механизмом восстановления клетки для исправления дефектной мутации после разрезания мутантной ДНК», — сказал Гишар, старший автор исследования.

Работая на плодовых мухах, исследователи разработали мутанты, позволяющие визуализировать такое «гомологичное восстановление хромосомы», или HTR, путём производства пигментов в их глазах. Такие мутанты изначально имели полностью белые глаза. Но когда одни и те же мухи экспрессировали компоненты CRISPR (направляющая РНК плюс Cas9), они получались с большими красными пятнами на глазах»,- признак того, что механизм восстановления ДНК клетки работает в обращении мутации с использованием функциональной ДНК из другой хромосомы.

Затем они протестировали свою новую систему с вариантами Cas9, известными как «никазы», которые были нацелены только на одну цепь ДНК вместо обеих. Удивительно, но авторы исследования обнаружили, что такие методы также приводили к высокому уровню восстановления цвета красных глаз почти наравне с нормальными (немутировавшими) здоровыми мухами. Они зафиксировали 50-70 процент успешной репарации с никазой по сравнению с 20-30% в двухцепочечной резке Cas9, которая также генерирует частые мутации и нацелена на другие участки по всему геному (так называемые нецелевые мутации). Универсальность новой системы может послужить моделью для фиксации генетических мутаций у млекопитающих.

Ещё одним заметным преимуществом этого подхода является его простота. Он опирается на очень мало компонентов, а ники ДНК являются «мягкими», в отличие от Cas9, который производит полные разрывы ДНК, часто сопровождающиеся мутациями.