CRISPR-интерференция: новый точный инструмент для отключения генов

Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (UCSF) разработали более точный метод отключения генов. Эта технология ускорит научные открытия и биотехнологические разработки, а в перспективе может быть использована для репрограммирования клеток с целью регенерации органов и тканей.

Принцип работы

Новый метод, названный CRISPR-интерференцией, заимствует молекулярный инструментарий бактерий, а именно белок Cas9, который микроорганизмы используют для защиты от вирусов (система CRISPR — «clustered regularly interspaced short palindromic repeats»).

• CRISPR-интерференция позволяет избирательно подавлять экспрессию генов на уровне всего генома.
• Она действует на более ранней стадии, чем популярная технология RNA-интерференции: не блокирует уже синтезированную матричную РНК (mRNA), а предотвращает саму транскрипцию гена в РНК.
• Система отличается гибкостью: белок Cas9 служит «шасси», к которому можно присоединить любую направляющую РНК для нацеливания на конкретную последовательность ДНК в геноме.

Преимущества перед RNA-интерференцией

• Высокая специфичность: метод не отключает ненацеленные гены, что является проблемой для RNA-интерференции.
• Масштабируемость: позволяет одновременно «выключать» любое количество отдельных генов.
• Точность: помогает точнее отслеживать цепи биохимических событий в клетках и идентифицировать ключевые белки, вовлеченные в развитие заболеваний.

Применение и перспективы

Технология успешно работает в бактериальных и млекопитающих клетках. В настоящее время ученые работают над повышением ее эффективности в клетках млекопитающих, включая человеческие.

Конечная цель — создать универсальный инструмент, способный не только выключать, но и включать гены. Это открывает огромные перспективы:

• Фундаментальные исследования: для понимания того, как генетическая программа приводит к развитию организма.
• Регенеративная медицина: для репрограммирования клеток (например, иммунных для лечения рака).
• Разработка терапий: для преодоления проблемы «неуязвимых» белков-мишеней при создании лекарств.

Как отметил старший автор работы Венделл Лим, PhD: «Мы потратили энергию и усилия на картирование генома человека, но до сих пор не понимаем, как генетический чертеж приводит к возникновению человека и как мы можем манипулировать геномом, чтобы лучше понимать и лечить болезни». Новая технология — шаг к разгадке этих секретов.