Новая технология генного редактирования не режет ДНК

CRISPR — инструмент генного редактирования — совершил революцию в биологии, но и он не лишен недостатков. Гарвардские ученые продемонстрировали альтернативную систему Retron Library Recombineering (RLR), которая не разрезает участки ДНК и способна обрабатывать миллионы мутаций и бактериальных клеток одновременно. Применять ее можно будет в тех случаях, когда CRISPR по тем или иным причинам не подходит.

Инструмент CRISPR действует как генетические ножницы, отрезающие и заменяющие участки генома живых клеток. Система находит определенную последовательность ДНК, затем использует фермент Cas9, чтобы разрезать ее в нужном месте. А клетка, которая проводит ремонтные работы, получает инструкцию использовать другую последовательность вместо оригинальной. Так происходит редактирование.

Однако в некоторых случаях разрезание ДНК чревато проблемами — побочными эффектами, ошибками и невозможностью свершить большое количество коррекций за раз. Кроме того, сложно бывает отслеживать, какие эффекты оказывают данные мутации. Новый инструмент Retron Library Recombineering (RLR) пытается заполнить эти пробелы, сообщает New Atlas. Его основное отличие в том, что он вообще не режет ДНК. Вместо этого RLR вставляет новый сегмент, пока клетка воспроизводит свой геном перед делением.

Делается это с помощью ретронов, сегментов бактериальных ДНК, которые вырабатывают элементы одноцепочечной ДНК (ssDNA). Ученые воспользовались механизмом самообороны, который бактерии используют для того, чтобы проверить, не заразил ли их вирус.

«Мы поняли, что ретроны должны дать нам возможность производить ssDNA внутри клеток, которые мы хотим редактировать, вместо того чтобы внедрять их в клетку извне, и без вреда для ДНК», — пояснил Дэниел Гудман, один из соавторов статьи, вышедшей в журнале PNAS.

К прочим преимуществам технологии RLR относится ее легкая масштабируемость — миллионы изменений можно производить за раз, а пропорция редактируемых клеток со временем, по мере репликации клеток, повышается. Вдобавок последовательность ретронов можно отслеживать как штрих-код. Это дает биологам возможность легко следить за отредактированными клетками.

Система была протестирована на кишечной палочке, которой ввели гены устойчивости к антибиотикам. Спустя всего 20 поколений свыше 90% популяции этих бактерий унаследовали желаемую последовательность ДНК. А благодаря штрих-коду ученые смогли отследить изменения в генах.

В прошлом году ученые из США разработали новый метод CRISPR, который не требует введения новой ДНК внутрь клетки. Технологию уже продемонстрировали на табаке, а в ближайшее время похожие опыты проведут на томатах и конопле. Авторы надеются, что полученные таким образом новые сорта не будут подвергаться жесткому регулированию.CRISPR — инструмент генного редактирования — совершил революцию в биологии, но и он не лишен недостатков.Facebook

Автор: Георгий Голованов
Источник: https://hightech.plus/2021/05/04/novaya-tehnologiya-gennogo-redaktirovaniya-ne-rezhet-dnk