Новый редактор генов

Всего за семь лет Cas9 зарекомендовал себя как мощный редактор генов, используемый для людей, растений, животных и бактерий для быстрого и точного разрезания и сплайсинга ДНК, и открытия новых путей лечения болезней. Но новый белок CasX, может превзойти Cas9.

Обнаруженный два года назад учеными из Калифорнийского университета в Беркли Джилл Банфилд и Дженнифер Дудна у некоторых из самых маленьких бактерий в мире, белок был похож на Cas9, но только немного меньше по размеру: а это большое преимущество, если вы пытаетесь доставить генный редактор в клетку.

Но будет ли он работать за пределами своих местных бактерий?

Согласно исследованию, опубликованному в издании Nature, CasX, на самом деле, является мощным и эффективным редактором генов как в бактериях, так и в клетках человека. Его конструкция похожа на Cas9 и его хорошо изученного двоюродного брата, Cas12, но он настолько отличается, что, по-видимому, эволюционировал в бактериях независимо от других белков Cas. Он может разрезать двухцепочечную ДНК, так же ​​как Cas9, может связываться с ДНК для регуляции генов и может быть нацелен на специфические последовательности ДНК.

Кроме того, поскольку он происходит от бактерий, которых нет у людей — ученые извлекли их из базы данных о микробах, обнаруженных в грунтовых водах и осадочных отложениях, — иммунная система человека должна принять его легче, чем Cas9. Некоторые врачи опасаются, что Cas9 может вызвать иммунную реакцию у пациентов, получающих терапию CRISPR.

«Иммуногенность, поставка и специфичность инструмента редактирования генома — все это жизненно важно», — сказал соавтор работы Бенджамин Оукс. «Мы в восторге от CasX на всех этих направлениях».

Ученые использовали крио-электронный микроскоп, чтобы сделать снимки белка CasX, проходящего через редактирование гена. Основываясь на уникальной молекулярной структуре и форме белка, исследователи пришли к выводу, что CasX эволюционировал независимо от Cas9, не имея общего предка.

«Первое, что бросается в глаза, — это то, как высоко уникальные домены выполняют роли, аналогичные тем, что мы видели с другими ДНК-связывающими белками, управляемыми РНК. Минимальный размер CasX помогает четко продемонстрировать, что есть основной рецепт, который использует природа», сказал Оукс. «Понимание этого рецепта поможет нам лучше развивать и разрабатывать инструменты редактирования генома уже для наших целей, а не для природы». Это именно то, что он и его коллеги сейчас делают.

«Мы не просто ищем следующую пару молекулярных ножниц. Мы хотим построить настоящий швейцарский армейский нож» — говорят исследователи.

Jun-Jie Liu et al. CasX enzymes comprise a distinct family of RNA-guided genome editors, Nature (2019). DOI: 10.1038/s41586-019-0908-x