Молекулярные биологи из Японии создали новый подход для редактирования генома, превосходящий "нобелевский" геномный редактор CRISPR/Cas9 в точности работы. Новая система NICER не требует внесения двойных разрывов в цепочку ДНК при модификации генома, что уменьшает вероятность появления случайных мутаций. Об этом сообщила пресс-служба Университета Осаки. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

"Геномный анализ показал, что подход NICER крайне редко порождает случайные мутации в ДНК. Нас также обрадовало то, что эта методика редактирования генома позволила восстановить нормальную работу генов, повреждение одной из копий которых приводит к развитию генетических болезней", - заявил профессор Университета Осаки Синъитиро Накада, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

В этом отношении, как отметил исследователь, разработка японских биологов является более эффективной и безопасной заменой геномных редакторов CRISPR/Cas9, представляющих собой модификацию бактериального "антивируса", который находит и уничтожает следы вирусной ДНК в геноме микроба. За последние десять лет ученые создали множество геномных редакторов на базе CRISPR/Cas9.

Большинство этих редакторов обладает одним большим недостатком - они достаточно часто вносят случайные изменения в структуру ДНК. Это связано с тем, что для внесения изменений в геном система CRISPR/Cas9 должна полностью разрезать двойную нить ДНК, чьи половины впоследствии соединяются клеточными системами починки генома. Эта процедура не всегда проходит корректно, что ведет к появлению новых мутаций.

Безошибочная генная терапия

Профессор Накада и его коллеги обнаружили, что этих проблем можно избежать, если модифицировать фермент Cas9 таким образом, что он разрежет только одну нить в двойной спирали ДНК. Такой фермент называется никаза. Это приводит к тому, что клетка использует аналог поврежденного участка во второй копии хромосомы для восстановления целостности генома.

"Каждая хромосома в нашем геноме имеет идентичную копию. Используя подход NICER, можно заставить клетки исправлять мутации, присутствующие только в одной из хромосом, при помощи аналогичных участков в копии этой хромосомы, которые будут использоваться в качестве шаблона", - пояснил первый автор работы Акико Томита, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Работу этого подхода ученые проверили на человеческих клетках с одной поврежденной копией гена TK1, мутации в котором способствуют развитию рака груди. Эксперименты показали, что система NICER скорректировала ошибки в структуре TK1 в 100% случаев и при этом не вызывала никаких случайных мутаций, тогда как применение CRISPR закончилось удачно лишь в 80% случаев и при этом в ДНК 19% клеток возникли новые точечные мутации.

Как считают исследователи, результаты проведенных ими опытов говорят в пользу того, что систему NICER можно применять для создания безопасных для жизни и ДНК пациентов генных терапий, которые будут нацелены на лечение генетических болезней, вызванных мутациями в одной из двух копий одного гена.

По материалам сайта ТАСС