Обнаружены тысячи генетических «ножниц», которые могут превзойти CRISPR

После открытия программируемых ферментов, разрезающих ДНК, известных как фанзоры (Fanzor), ученые обнаружили, что этими генетическими «ножницами» обладают самые разнообразные виды, что открывает огромные возможности для разработки новых лекарств, генетической терапии и биотехнологий.

Ученые из Института исследований мозга Макговерна при Массачусетском технологическом институте (MIT) идентифицировали более 3600 фанзоров.

Эти РНК-управляемые ферменты можно запрограммировать на разрезание ДНК в нужных участках, редактируя гены, подобно бактериальному ферменту Cas9 в CRISPR.

Ответ на вопрос, почему это так важно, кроется в микробиологии. Фанзоры, которые исследователи теперь обнаружили у самых разных видов, от грибов до моллюсков, происходят от эукариотных организмов. Cas9 обнаружен в более простых прокариотических клетках.

Таким образом, хотя эти более простые клетки, такие как те, которыми обладают бактерии, очень далеки от человека на эволюционном древе, CRISPR – кластеризованные короткие палиндромные повторы с регулярными промежутками – тем не менее, оказался чрезвычайно эффективным в «исправлении» генетических заболеваний и разработке диагностических систем, и считается одним из величайших открытий современной медицины.

Использование фанзоров подобным образом может оказаться еще более эффективным просто потому, что эти генетические ножницы лучше согласованы с нашей клеточной структурой.

«Генетики уже давно ищут интересные инструменты в прокариотических системах, и я думаю, что это было невероятно плодотворно», — сказал научный сотрудник McGovern Джонатан Гутенберг. «Эукариотические системы на самом деле — это совершенно новый вид игровой площадки для работы».

CRISPR — это известный механизм защиты бактерий от чужеродных элементов, помогающий сохранить генетический код организма.

Фанзоры, скорее всего, развились в эукариотических клетках посредством вирусной передачи или симбиотических бактерий, в частности, бактериальных ферментов TnpBs, и были законсервированы из-за их полезности.

А из-за более сложной природы структуры эукариотических клеток ферменты приобрели различные особенности, такие как способность проникать в ядра клеток для доступа к ДНК.

Из-за этого фанзоры, по-видимому, более точно определяют целевые места разрезания ДНК по сравнению с TnpB. И, таким образом, они открывают огромные перспективы для будущего генной терапии.

«Биология, управляемая РНК, позволяет создавать программируемые инструменты, которые действительно просты в использовании», — говорят ученые. «Поэтому, чем больше мы сможем найти, тем лучше».

«Открытие всего эукариотического мира для этих типов РНК-управляемых систем даст нам много возможностей для работы».

Исследование было опубликовано в журнале Science Advances.