Индикатор 7 февраля 2018

Математики объяснили ошибки CRISPR/Cas9

Фото: Индикатор
Ученые разработали модель, которая успешно объясняет ошибки редактирования генома системой CRISPR/Cas9. Пока исследователям не удалось создать никогда не ошибающийся метод внесения исправлений в ДНК, что ограничивает возможное применение этой технологии. Статья с результатами опубликована в журнале Cell Reports.
Открытие белка Cas9, системы бактериального иммунитета CRISPR и возможности их совместного направленного использования стали одними из самых значимых событий в биологии за последние годы. С их помощью стало возможно направленно редактировать геном, что дает надежду на разработку лекарств от многих наследственных заболеваний с известной генной основой. Система работает благодаря способности Cas9 разрезать ДНК, что позволяет удалить испорченный участок или вставить необходимый. Изначально ученые думали, что CRISPR/Cas9 действует без ошибок, но в дальнейшем это оказалось неправдой.
На самом деле Cas9 разрезает не только участки, комплементарные соответствующей РНК, но и похожие на них, отличающиеся на небольшое количество нуклеотидов. Согласно выводам новой работы, такая ограниченная неразборчивость выгодна с эволюционной точки зрения. «Вирусы постоянно мутируют, поэтому их геном может отличаться от хранящегося в бактериальном иммунитете, — говорит соавтор работы Мартин Депкен из голландского Делфтского технического университета. — Разрезая также немного отличающиеся ДНК, CRISPR/Cas9 борется с эволюционирующими вирусами и обеспечивает бактерии лучшую защиту».
Авторы решили разобраться с вопросом, почему Cas9 с разной вероятностью разрезает одинаково несоответствующие шаблонной РНК участки генома. Белок проверяет ДНК на соответствие, начиная с одного конца. За каждое совпадение ему предоставляет дополнительная энергия, в то время как несовпадения энергозатратны. Согласно новой идее, если ДНК отличается от шаблона несколькими буквами в конце, то энергии может хватить для их преодоления и ДНК будет разрушена даже при неполном соответствии. Однако если несоответствие находится в начале или их несколько подряд, то проверка, скорее всего, быстро закончится.
Следующим шагом нужно будет учитывать физические свойства самого белка Cas9. В некоторых ситуациях есть выбор из нескольких мест для разрезания, и будущая модель должна показать, на какой участок лучше нацеливаться.
Комментарии
Истории
Читайте также
По какому принципу называли животных на Руси
Можно ли за деньги унижать персонал?
47
Последние новости
Самые старые храмы Москвы и Подмосковья