Геномный редактор TALEN превосходит CRISPR-Cas9 в плотно упакованной ДНК

Исследователи использовали метод одно-молекулярной визуализации, чтобы сравнить инструменты редактирования генома CRISPR-Cas9 и TALEN. Их эксперименты показали, что TALEN может быть в пять раз эффективнее, чем CRISPR-Cas9, в участках генома, называемых гетерохроматином, которые имеют плотную упаковку. Синдром ломкой X-хромосомы, серповидноклеточная анемия, бета-талассемия и другие заболевания являются результатом генетических дефектов именно в гетерохроматине.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Исследование подтверждает, что для воздействия на все участки генома необходим более широкий выбор инструментов редактирования, отметил руководитель работы, профессор химической и биомолекулярной инженерии Университета Иллинойса Хуиминь Чжао.

"CRISPR — очень мощный инструмент, который привел к революции в генной инженерии, но у него все еще есть некоторые ограничения", — сказал Чжао.

В своей работе Чжао и его коллеги использовали флуоресцентную микроскопию одиночных молекул, чтобы напрямую наблюдать за работой двух инструментов в живых клетках млекопитающих. Флуоресцентные метки позволили измерить, сколько времени требуется CRISPR и TALEN для перемещения вдоль ДНК, обнаружения и разрезания целевых участков.

Ключевые результаты:

• CRISPR лучше работает в менее плотно упакованных областях генома.
• TALEN лучше проникает к генам в области гетерохроматина, чем CRISPR.
• TALEN может иметь более высокую эффективность редактирования — разрезать ДНК и вносить изменения эффективнее.

Эффективность TALEN была до пяти раз выше, чем у CRISPR, в нескольких экспериментах.

Эти открытия приведут к улучшению подходов для воздействия на различные части генома. "Либо мы можем использовать TALEN для определенных приложений, либо попытаться заставить CRISPR лучше работать в гетерохроматине", — заключил Чжао.