Фото: CC0 Public Domain

Внедрение инструмента для редактирования гена CRISPR в 2007 году стало революцией в медицинской науке и клеточной биологии. Но даже несмотря на то, что потенциал велик, за запуском CRISPR последовали дискуссии об этических проблемах и степени точности технологии и побочных эффектах.

Однако в новом исследовании, опубликованном в Cell , исследователи из Центра исследований белков Novo Nordisk описали, как Cas12a, одна из технологий CRISPR, работает на молекулярном уровне. Это позволяет точно отрегулировать процесс редактирования генов для достижения конкретных желаемых эффектов.

«Если мы сравним CRISPR с двигателем автомобиля, то, что мы сделали, это сделать полную трехмерную карту двигателя и, таким образом, получить представление о том, как это работает. Эти знания позволят нам настроить двигатель CRISPR и заставить его работать по-разному – как гонщик Формулы-1, так и внедорожник », – говорит профессор Гильермо Монтойя из Центра исследований протеинов« Ново Нордиск ».

Молекулярная пленка

Исследователи использовали так называемый криоэлектронный микроскоп для сопоставления технологии. Недавно открытая установка криоэма в Копенгагенском университете установила самую современную технологию, позволяющую исследователям фотографировать формы молекулы, поскольку CRISPR-Cas12a разрезает нить ДНК. Они объединили его с методом флуоресцентной микроскопии, называемым одномолекулярным FRET, который непосредственно наблюдает движения молекул и последовательность событий для каждого отдельного белка.

Среди прочего, эта последовательность событий показала исследователям, что три части инструментов CRISPR должны изменить форму, чтобы правильно отрезать ДНК.

«В нашем новом исследовании показана точная серия событий в геноме, ведущая к редактированию генов. Эти три части, которые меняются, работают, как проверки безопасности в аэропортах. Вы должны завершить все проверки и в правильном порядке продолжить », – говорит доцент Никос Хатзакис из химического факультета и центра нанотехнологий.

По мнению исследователей, их новые результаты могут объяснить, почему технология CRISPR часто имеет побочные эффекты на геном. После того как нить ДНК была разрезана, три проверки безопасности остаются открытыми. Это может привести к тому, что процесс прослужит дольше, чем требуется, потому что механизм редактирования генов продолжает работать и может вызвать генетические изменения. Однако исследователи ожидают, что их новые знания положит конец этому. Они считают, что он может быть использован для точной настройки технологии редактирования генов сразу.

По материалам phys.org