Ученые открыли систему TIGR, которая может применяться в генной инженерии
Ученые из Института Макговерна Массачусетского технологического института и Гарварда обнаружили древние системы, названные TIGR (Tandem Interspaced Guide RNA), которые обладают потенциалом для расширения инструментария редактирования генома. Эти системы используют РНК для нацеливания на определенные участки ДНК и могут быть перепрограммированы для воздействия на любую интересующую последовательность ДНК. Они отличаются модульностью и компактностью, что делает их перспективными для терапевтического применения.
Фэн Чжан, руководитель исследования, отмечает, что системы TIGR обладают высокой универсальностью и разнообразием функций.
Белки, связанные с TIGR (Tas), имеют компонент связывания РНК, который взаимодействует с направляющей РНК, что позволяет им точно нацеливаться на определенные участки генома. Некоторые из этих белков способны разрезать ДНК, что делает их полезными для разработки новых инструментов редактирования генов.
Команда Чжана ранее адаптировала системы CRISPR для редактирования генов, что значительно повлияло на современную биологию.
В новой работе они сосредоточились на поиске белков с аналогичными Cas9 структурными особенностями, способными связываться с РНК. Используя итеративный процесс и искусственный интеллект, ученые идентифицировали более 20 000 различных белков Tas, в основном встречающихся в вирусах, заражающих бактерии. Эти белки имеют повторяющиеся последовательности, напоминающие системы CRISPR, и могут взаимодействовать с ДНК и другими белками.
Эксперименты показали, что некоторые белки Tas можно запрограммировать для целенаправленного разрезания ДНК в клетках человека. В отличие от CRISPR, системы TIGR не требуют наличия специфических мотивов PAM, что теоретически позволяет нацеливаться на любой участок генома.
Кроме того, системы TIGR взаимодействуют с обеими цепями ДНК, что повышает их точность, а их компактность облегчает доставку в клетки.
Команда ученых продолжает исследовать естественные функции систем TIGR в вирусах и их потенциальное применение в терапии. Они также изучают молекулярную структуру белков Tas и их связь с процессами обработки РНК в клетках человека, что может открыть новые возможности для понимания и управления биологическими процессами.
Результаты исследования опубликованы в журнале Science.