Ученые института химической биологии и фундаментальной медицины (ИХБФМ) СО РАН установили, что белок Cas9, "вырезающий" поврежденный участок ДНК, маскирует внесенные изменения, чтобы система репарации не исправляла их. Эти данные позволят контролировать работу системы редактирования, рассказали в пресс-службе института. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда, опубликованы в международном журнале PLoS Оne.
Новосибирские ученые установили, что белок Cas9 при попадании в ДНК человека выполняет свою функцию и при этом не влияет на работу системы репарации, маскируя вызванное им повреждение. Эти данные можно использовать при применении инструментов редактирования генома в биотехнологии и медицине.
Система CRISPR/Cas9 -инструмент редактирования генома живых организмов, с помощью которого можно устранять мутации, приводящие к наследственным заболеваниям, получать новые сорта растений, породы животных и штаммы микроорганизмов для биотехнологии. Эта система основана на действии белка Cas9, который производят некоторые бактерии для своей защиты от вирусов.
Белок Cas9 чужероден для клеток человека, поэтому ученым было важно понять будет ли он каким-то образом взаимодействовать с клеточным аппаратом. В клетке человека есть несколько систем репарации ДНК, которые отвечают за устранение повреждений. Необходимо было установить, будут ли белки репарации воспринимать разрыв, внесенный Cas9, как изменения, которые нужно устранить.
Ольга Ивановна Лаврик, академик РАН. Источник: пресс-служба ИХБФМ СО РАН
Изучением этого вопроса занялись исследователи ИХБФМ СО РАН под руководством академика РАН Ольги Ивановны Лаврик и члена-корреспондента РАН Дмитрия Олеговича Жаркова. Ученые выяснили, что после того, как Cas9 вносит разрыв в ДНК, белок маскирует это повреждение, делая его на долгое время невидимым для клеточных систем репарации.
Таким образом, было установлено, что с точки зрения процесса репарации разрывов, Cas9 в клетках человека выступает как биоортогональный фермент (выполняет только заданную учеными функцию, не взаимодействуя с прочим клеточным аппаратом). Благодаря полученной информации ученым будет проще контролировать активность системы геномного редактирования.
CRISPR/Саы9 - новый метод редактирования генов, получивший название генетических или молекулярных ножниц, так как позволяет вырезать нежелательные фрагменты из молекулы ДНК. За разработку прорывной технологии американка Дженнифер Дудна и француженка Эмманюэль Шарпантье получили Нобелевскую премию по химии в 2020 году.
