Как CRISPR/Cas9 улучшили разумным замыслом
В последнее время только ленивый не писал о системе CRISPR/Cas9, изначально предназначенной для защиты бактерий от вирусов. Несколько лет назад ученые люди научились применять CRISPR/Cas9, чтобы резать ДНК модифицируемого организма в определенном месте, чтобы потом в разрезанное место вставлялся какой-нибудь полезный ген, заимствованный у другого организма. Вскоре выяснилось, что точность нацеливания CRISPR/Cas9 на нужный участок ДНК оставляет желать лучшего, она достаточна для лабораторных исследований, но для медицинских применений не годится - CRISPR/Cas9 иногда модифицирует не только те гены, которые нужно модифицировать, но и другие похожие. Это похоже на один детектив Латыниной, где она глобальной заменой заменила по тексту ОРБ на РУБОП, и в одном месте появилось "с писаной трубопой".
Недавно какие-то ученые сумели улучшить CRISPR/Cas9 своим разумным замыслом, научить эти белки резать ДНК только в нужном месте и ни в каком другом. В модифицируемый организм запускают два разных Cas9-белка, нацеленных на два участка ДНК, один из которых расположен чуть левее места, где надо резать, а другой - чуть правее:
Еще в организм вводят фермент, обозначенный на рисунке как Fokl, который:
- одной молекулой соединяется с белком Cas9, который прикрепляется левее;
- другой молекулой соединяется с белком Cas9, который прикрепляется правее;
- две молекулы фермента сливаются в единый димер;
- если напротив этого димера находится искомый участок ДНК, он разрезается, иначе ничего не происходит.
Таким образом, комплект из трех молекул нацеливается на три конкретных участка ДНК, расположенных в определенном порядке на определенных расстояниях друг от друга, и если хотя бы одна из трех молекул прикрепится неправильно, генетическая модификация не произойдет.
Наиболее интересно в этой новости то, что впервые (если я ничего не упустил), человеческие биологи научились программировать не просто одну молекулу, которая делает, что им нужно, а сложный комплекс, составленный из нескольких больших молекул, взаимодействующих между собой нетривиальным образом.
Недавно какие-то ученые сумели улучшить CRISPR/Cas9 своим разумным замыслом, научить эти белки резать ДНК только в нужном месте и ни в каком другом. В модифицируемый организм запускают два разных Cas9-белка, нацеленных на два участка ДНК, один из которых расположен чуть левее места, где надо резать, а другой - чуть правее:
Еще в организм вводят фермент, обозначенный на рисунке как Fokl, который:
- одной молекулой соединяется с белком Cas9, который прикрепляется левее;
- другой молекулой соединяется с белком Cas9, который прикрепляется правее;
- две молекулы фермента сливаются в единый димер;
- если напротив этого димера находится искомый участок ДНК, он разрезается, иначе ничего не происходит.
Таким образом, комплект из трех молекул нацеливается на три конкретных участка ДНК, расположенных в определенном порядке на определенных расстояниях друг от друга, и если хотя бы одна из трех молекул прикрепится неправильно, генетическая модификация не произойдет.
Наиболее интересно в этой новости то, что впервые (если я ничего не упустил), человеческие биологи научились программировать не просто одну молекулу, которая делает, что им нужно, а сложный комплекс, составленный из нескольких больших молекул, взаимодействующих между собой нетривиальным образом.