Синдром ломкой Х-хромосомы, серповидно-клеточная анемия, бета-талассемия и другие заболевания являются результатом генетических дефектов гетерохроматина. Проведя исследование, ученые пришли к выводу, что в таких плотно упакованных частях генома инструмент редактирования TALEN применять эффективнее, чем традиционный CRISPR/Cas9. О своих выводах биологи сообщают в журнале Nature Communications.
По словам Хуминь Чжао, профессора химической и биомолекулярной инженерии из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне, который руководил новым исследованием, открытие подтверждает — необходим более широкий выбор инструментов для редактирования генома, чтобы охватить все его части.
«CRISPR — очень мощный инструмент, который произвел революцию в генной инженерии — объясняет Чжао. — Но у него все еще есть некоторые ограничения».
Чжао и его коллеги использовали флуоресцентную микроскопию одиночных молекул, чтобы непосредственно наблюдать, как два инструмента редактирования генома работают в живых клетках млекопитающих. Флуоресцентные метки позволили исследователям измерить, сколько времени потребовалось CRISPR и TALEN, чтобы двигаться по ДНК, а также обнаруживать и вырезать целевые участки.
«Мы обнаружили, что CRISPR лучше работает в менее уязвимых областях генома, но TALEN может получить доступ к этим генам в гетерохроматиновой области лучше, чем CRISPR, — сказал Чжао. — Мы также увидели, что TALEN может иметь более высокую эффективность редактирования, чем CRISPR. Он может разрезать ДНК, а затем вносить изменения эффективнее».
В общей сложности TALEN был в пять раз эффективнее CRISPR в нескольких экспериментах. В любом случае результаты приведут к усовершенствованию подходов к нацеливанию на различные части генома, заключает Чжао: «Либо мы можем использовать TALEN для определенных приложений, либо мы можем попытаться улучшить работу CRISPR с гетерохроматином».
Читать далее
Аборты и наука: что будет с детьми, которых родят
Радары обнаружили последний форт тлинкитов на Аляске. Его искали более 100 лет
Треть переболевших COVID-19 возвращаются в больницу. Каждый восьмой — умирает
University of Illinois at Urbana-Champaign, UIUC — самый большой из кампусов Иллинойсского университета. Основан в 1867 году. Расположен в слившихся городах Урбана и Шампейн в центре штата Иллинойс, США.
Гетерохроматин — участки хроматина, находящиеся в течение клеточного цикла в конденсированном (компактном) состоянии. Особенностью гетерохроматиновой ДНК является крайне низкая транскрибируемость.
Эффекторные нуклеазы, подобные активатору транскрипции (Transcription activator-like effector nucleases, TALEN, представляют собой рестрикционные ферменты, которые могут быть сконструированы для разрезания определенных последовательностей ДНК.
CRISPR — особые локусы бактерий и архей, состоящие из прямых повторяющихся последовательностей, которые разделены уникальными последовательностями. Спейсеры заимствуются из чужеродных генетических элементов, с которыми сталкивалась клетка.
Cas9 (CRISPR associated protein 9, CRISPR-ассоциированный белок) — это управляемая при помощи РНК-гидов эндонуклеаза, связанная с адаптивной иммунной системой CRISPR (англ. Clustered Regularly Interspaced Palindromic Repeats) у ряда бактерий, в частности Streptococcus pyogenes. S. pyogenes использует Cas9 для запоминания, последующей проверки и разрезания чужеродной ДНК, например, ДНК бактериофагов или плазмид.