Разработан новый инструмент эпигенетического редактирования для активации "замолчавших" генов

Хотя все клетки организма содержат одинаковую генетическую информацию, они выполняют разные функции, поскольку не все гены в них активны. Часть этих различий обусловлена метилированием ДНК — процессом "заглушения", который маркирует гены, чтобы держать их "выключенными", когда они не нужны. Эти метки являются ключевыми эпигенетическими маркерами и связаны с такими заболеваниями, как рак, поскольку при нарушении регуляции они могут заглушить важные для нормальной работы клетки гены.

Исследовательская группа из Университета Кордовы разработала новый способ реактивации "замолчавших" генов и создала инструмент для продвижения в области редактирования эпигенома. Эпигеном — это совокупность эпигенетических меток, регулирующих экспрессию генов и действующих как переключатель "вкл/выкл".

Исследование, проведённое группой "Эпигенетика и репарация ДНК" под руководством профессора генетики Марии Терезы Рольдан Архона, было сосредоточено на 5-метилцитозине — метилированной форме ДНК, вызывающей заглушение генов. Целью было создание системы, которая удаляет этот метилцитозин из конкретных участков генома и заменяет его на неметилированный цитозин, чтобы снова "включить" заглушённые гены.

В работе использовался инструмент CRISPR — техника генетического редактирования, применяющая РНК-гиды для направления белка Cas9 к определённым участкам ДНК. В данном случае применялась неактивная версия белка Cas9, поскольку задача состояла не в удалении последовательности ДНК, а в устранении меток, ответственных за заглушение генов.

Для этого в проекте использовали растительный фермент ROS1, который стирает эти молекулярные метки. Этот белок присутствует только в растениях и удаляет метки с ДНК напрямую, в отличие от животных белков, работающих косвенно и более сложным образом. Стратегия заключается во внесении ROS1 в клетки in vitro вместе с РНК и неактивным белком Cas9, чтобы направить его к гену, который требуется реактивировать.

Новый инструмент, наряду с ранее существовавшими, представляет собой ещё один шаг вперёд в эпигенетическом редактировании и понимании метилирования ДНК — процесса, который приводит к заглушению генов и связан с важными патологическими процессами.