"Спящую красавицу" научили работать почти без осечек

Биотехнологическая система генетического редактирования под названием «Спящая красавица» была усовершенствована биологами. Ученые использовали мобильные элементы, чтобы изменить принцип редактирования генома. Результаты исследования опубликованы в научном журнале "Nature Biotechnology".

Новый способ доставки генов работает при помощи мобильных компонентов

Ранее система редактирования работала по принципу встраивания элементов в геном. Это создавало определенные трудности, перегружая генотип в несколько раз. Новый же способ доставки генов работает при помощи мобильных компонентов. Сейчас система «Спящая красавица» применяется в генной инженерии, на людях и стволовых клетках. Ранее было доказано, что разработанная система генетического редактирования безопасна для применения в медицине.

Для редактуры генома ученые решили использовать вирусы. Они имеют такую природу поведения, позволяющую встраивать свои гены в другое тело. Каждый такой эксперимент, где вирус удается победить, - это один из методов лечения поврежденных клеток.

Минусы метода

К сожалению, такой метод имеет свои минусы. Во-первых, реакция на иммунную систему может быть неоднозначной, что в результате вызовет агрессию организма. В таком случае запустится процесс разрушения, а не редактирования клеток. Во-вторых, даже самый простой вирус может обладать способностью, которая вызывает иммунный ответ, - иммуногенностью.

Несмотря на популяризацию вирусного метода, до сих пор ученые выбирают точечный принцип редактирования генов. Так, например, система CAS9 позволяет интегрировать компоненты в конкретное место на хромосоме. К сожалению, данный метод работает некорректно, поскольку может своеобразно встраивать геном в другое место.

Последний метод, придуманный биологами - использование мобильных элементов. В качестве примера используется транспозаза - фермент, позволяющий встроить ДНК в геном. Принцип работы такого метода редактирования генома прост. Первоначально выделяется специальное место, куда встраивается новый геном.

Система редактирования «Спящая красавица» и проблемы метода

На основе мобильного метода появилась система редактирования «Спящая красавица», которая впервые была применена на рыбах в 1997 году.

«Спящая красавица» применялась также и на людях. В ходе клинических исследований в человеческую клетку вводятся кольцевые ДНК. Через некоторое время введенный геном с клетками разрывается и после этого срастается с новым геномом.

Проблема метода заключается в неизвестности поведения транспозазы. Дело в том, что после попадания мобильных элементов могут быть обнаружены чужеродные компоненты. Для реализации мобильного метода необходимо контролировать и проверять клетки на предмет мутаций.

Ученые сумели провести эксперимент на опухолевых клетках типа HeLa. Диапазон встраивания генома составил около 20%. Авторы опубликованного материала отмечают, что разработанный метод поможет проще реализовывать клинические исследования. Впрочем, вероятность успеха остается пока под вопросом.

Фото: inter-nauka.com