Новая система редактирования генов позволит вылечить множество генетических заболеваний

Система CRISPR состоит из фермента Cas9, который разрезает ДНК, и короткой последовательности РНК, которая направляет систему, чтобы сделать этот разрез в нужном участке генома. Система использовалась для удаления и замены проблемных участков генома, но метод не исключал риска возникновения рака и других нарушений в отредактированных клетках из-за разрыва обеих цепей ДНК.

Исследователи MIT разработали альтернативный, щадящий метод редактирования ДНК. Paste (Programmable Addition via Site-specific Targeting Elements) также включает использование фермента Cas9 для разрезания ДНК в месте, указанном направляющей РНК. В отличие от CRISPR-Cas9, новая система разрезает каждую цепь ДНК отдельно и последовательно, а не обе цепи одновременно.

Вставка новых генов осуществляется ферментами, называемыми сериновыми интегразами, которые используются вирусами для заражения бактерий и встраивания их ДНК в геном цели. После того как система Paste делает деликатный разрез, она вставляет небольшую последовательность «сайта посадки», которую естественным образом ищут интегразы в целевом геноме. После интеграза вставляет свою полезную нагрузку ДНК в геном в нужном месте.

Команда протестировала систему PASTE в клетках печени, Т-клетках и лимфобластах человека, вставив 13 различных генов в девять мест генома. Успешность системы составила до 60% и отличалась малым числом ошибок в месте введения. Однако тесты на мышах с «гуманизированной» печенью работали только примерно в 2,5% клеток.

Новая система позволит вводить огромное количество ДНК одновременно — до 36 000 пар оснований. Это может сделать ее особенно полезной для замены дефектных генов, вызывающих кистозный фиброз или болезнь Гентингтона.

Генная терапия позволит заменять дефектные гены, а не просто исправлять отдельные мутации. Исследование было опубликовано в журнале Nature Biotechnology.