Полiт.ua Государственная сеть Государственные люди Войти
8 декабря 2016, четверг, 07:00
Facebook Twitter LiveJournal VK.com RSS

НОВОСТИ

СТАТЬИ

АВТОРЫ

ЛЕКЦИИ

PRO SCIENCE

ТЕАТР

РЕГИОНЫ

02 апреля 2015, 11:40

Новый шаг в редактировании генома

Pixabay

Американские ученые сумели еще немного усовершенствовать метод редактирования генома – систему CRISPR/Cas9. Они нашли вариант белка Cas9, который легче доставить в клетки, чем использовавшиеся ранее варианты.

О системе редактирования генома CRISPR/Cas9 мы рассказывали в особом очерке «Редактирование генома: за и против». Благодаря ее открытию за последние пару лет произошла в редактировании геномов настоящая революция. Дела идут настолько хорошо, что уже есть возможность редактировать гены в человеческих эмбрионах, и в научном сообществе разгорелась нешуточная полемика о том, этично ли это, безопасно ли это и так ли необходимо. Пока сошлись на том, что надо как следует убедиться в безопасности метода, да и прямой необходимости нет: экстракорпоральное оплодотворение с последующей селекцией эмбрионов вполне справляется с тем, чтобы не допустить передачи опасных мутаций по наследству. Однако в экспериментах на животных метод отлично работает.

Совсем иначе обстоят дела с редактированием генома отдельных клеток уже родившегося организма. Соображения «против» этического плана возникают здесь гораздо реже, а если иногда и возникнут, будут нейтрализованы состоянием и прогнозом пациентов с болезнями, от которых предполагается лечить, редактируя геном. Уже сейчас проводятся или скоро начнут проводиться клинические испытания применения стволовых клеток крови с отредактированными геномами для лечения ВИЧ/СПИДа и β-талассемии.

Выбор этих двух болезней не случаен. Работать со стволовыми клетками крови в смысле модификации генома проще всего. Можно взять кровь у пациента, выделить из нее стволовые клетки, размножить их, модифицировать, отсортировать те, где модификация действительно произошла, размножить их и ввести обратно пациенту. Высокий пролиферативный потенциал этих клеток и возможность манипулировать ими вне организма пациента делает непринципиальным вопрос эффективности процедуры модификации.

Также обстоят дела и с модифицированием геномов эмбрионов, которые еще не начали делиться. Если взять достаточно эмбрионов, то всегда найдется один, модификация в котором произошла. Если проделывать манипуляции на стадии одной клетки, можно не беспокоиться: все клетки выросшего организма будут содержать модификацию.

Но пока для модификации генома значительного процента клеток, например, печени метод недостаточно эффективен. В первую очередь это связано с методом доставки системы CRISPR/Cas9 в клетки.

Эта система по своей природе бактериальная, у бактерий она работает иммунитетом. Одни из естественных врагов бактерий – бактериофаги (вирусы). У бактериофагов чаще всего геном представлен молекулой ДНК. Бактерии синтезируют молекулы РНК, частично комплементарные вирусному геному, эти молекулы взаимодействуют с вирусной ДНК и привлекают своими сигнальными последовательностями белок Cas9, который вносит разрыв в ДНК бактериофага. Бактерии могут запоминать врагов и, аналогично приобретенному иммунитету у человека, создавать в своем геноме архивные ДНК-копии противовирусных РНК. Это позволяет реагировать быстрее в случае повторного нападения. Исследование таких архивных копий в бактериальных геномах и привело к открытию системы CRISPR/Cas9.

Если вводить в клетки только ДНК, кодирующую направляющую РНК и ген Cas9, в соответствующем месте ДНК образуется разрыв, который будет починен системами репарации клетки, скорее всего с искажением кода ДНК. Этот метод применятся для инактивации генов. Чтобы произошло редактирование, нужно вводить еще и правильный вариант гена.

Оптимальным по сочетанию эффективности и безопасности методом введения генетических конструкций в эукариотические клетки сегодня считаются аденоассоциированные вирусы. Но у них есть существенный для данного применения недостаток: размер ДНК, которую можно упаковать, заметно ограничен. Предел составляет примерно 4500 пар оснований, в то время как стандартный вариант Cas9, принадлежащий Streptococcus pyogenes кодируется геном длиной примерно 4200 пар оснований.

Предыдущие попытки этих же авторов найти у какой-нибудь другой бактерии ген покороче или создать его самим увенчались лишь частичным успехом. Зато в этот раз они нашли походящий ген у золотистого стафилококка. Этот ген оказался на целую тысячу пар оснований короче, а белок не уступал в активности общепринятым вариантам. Это позволило добавить в конструкцию регуляторные области и вообще повысить эффективность модификации.

С помощью нового белка авторы работы отредактировали геном клеток печени, содержащий вариант PCSK9 гена, связанный с высоким уровнем холестерина в крови. Модифицированными в результате оказались 40% клеток печени у мышей, а уровень холестерина в крови снизился почти вдвое.

Сейчас авторы работают над тем, чтобы их метод можно было использовать для лечения миодистрофии Дюшена – моногенного заболевания, смерть от которого неизбежно настигает носителей поврежденного гена в подростковом возрасте.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
Loading...
Подпишитесь
чтобы вовремя узнавать о новых спектаклях и других мероприятиях ProScience театра!
3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM iPhone MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi Адыгея Александр Лавров альтернативная энергетика Анастасия Волочкова «Ангара» антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика аутизм Байконур бактерии библиотека онлайн библиотеки биология биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера бозон Хиггса британское кино Византия визуальная антропология викинги вирусы Вольное историческое общество Вселенная вулканология Выбор редакции гаджеты генетика география геология геофизика глобальное потепление грибы грипп дельфины демография дети динозавры ДНК Древний Египет естественные и точные науки животные жизнь вне Земли Западная Африка защита диссертаций землетрясение зоопарк зрение Иерусалим изобретения иммунология инновации интернет инфекции информационные технологии искусственный интеллект ислам историческая политика история история искусства история России история цивилизаций История человека. История институтов исчезающие языки карикатура католицизм квантовая физика квантовые технологии КГИ киты климатология комета кометы компаративистика компьютерная безопасность компьютерные технологии космос криминалистика культура культурная антропология лазер Латинская Америка лексика лженаука лингвистика Луна мамонты Марс математика материаловедение МГУ медицина междисциплинарные исследования местное самоуправление метеориты микробиология Минобрнауки мифология млекопитающие мобильные приложения мозг моллюски Монголия музеи НАСА насекомые неандертальцы нейробиология неолит Нобелевская премия НПО им.Лавочкина обезьяны обучение общество О.Г.И. одаренные дети онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты педагогика планетология погода подготовка космонавтов популяризация науки право преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека Протон-М психология психофизиология птицы РадиоАстрон ракета растения РБК РВК РГГУ регионоведение религиоведение рептилии РКК «Энергия» робототехника Роскосмос Роспатент русский язык рыбы сердце сериалы Сингапур сланцевая революция смертность СМИ Солнце сон социология спутники старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология Фестиваль публичных лекций физика физиология физическая антропология фольклор химия христианство Центр им.Хруничева школа школьные олимпиады эволюция эволюция человека экология эмбриональное развитие эпидемии этика этнические конфликты этология Юпитер ядерная физика язык

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129343, Москва, проезд Серебрякова, д.2, корп.1, 9 этаж.
Телефоны: +7 495 980 1893, +7 495 980 1894.
Стоимость услуг Полит.ру
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003г. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2014.