Новый подход изменения ДНК: бей и беги

Ученые из Wake Forest Institute for Regenerative Medicine (Института регенеративной медицины Уэйк Фореста (WFIRM)) придумали более прогрессивный способ для редактирования ДНК, позволяющий сократить присутствие белков-редакторов в клетках, и назвали этот способ: подход «бей и беги».

Технология CRISPR (кластеризованные регулярно пересекающиеся короткие палиндромные повторы) используется для изменения последовательностей ДНК и изменения функции генов. CRISPR / Cas9 – это фермент, который используется как ножницы для разрезания двух нитей ДНК в определенном месте, чтобы добавить, удалить или восстановить кусочки ДНК. Но CRISPR / Cas9 не на 100 процентов точен и потенциально может сократить неожиданные местоположения, вызывая нежелательные результаты.

«Одной из основных проблем технологий mRNA CRISPR / Cas9 является возможность отклонения мишеней, которые могут вызывать опухоли или мутации», – сказал доктор наук Байсонг Лу, доцент регенеративной медицины в WFIRM и один из ведущих авторов данного исследования. – «Хотя другие типы лентивирусоподобных бионаночастиц (LVLP) были описаны для доставки белков или mRNA, разработанная нами LVLP обладает уникальными функциями, которые сделают ее полезным инструментом в расширяющемся наборе инструментария редактирования генома».

Чтобы решить проблему неточности, исследователи WFIRM задались вопросом: есть ли способ эффективно обеспечить активность Cas9, но добиться временной экспрессии геномных редактирующих белков? Ученые протестировали различные стратегии, а затем взяли лучшие свойства двух широко используемых средств доставки – лентивирусного вектора и наночастиц – и объединили их, создав систему, которая эффективно упаковывает мРНК Cas9 в LVLP, обеспечивая транзиентную экспрессию и высокоэффективное редактирование.

Лентивирусный вектор является широко используемым средством доставки генов в исследовательских лабораториях и уже широко используется для доставки технологии mRNA CRISPR/Cas9 для эффективного редактирования генома. Наночастицы также используются, но они не так эффективны при доставке CRISPR/Cas9.

Команда WFIRM опубликовала свои выводы в статье в журнале Nucleic Acids Research.

«Объединив функцию временной экспрессии в стратегиях доставки наночастиц при сохранении эффективности трансдукции лентивирусных векторов, мы создали систему, которая может использоваться для упаковки mRNA различных белков-редакторов для редактирования генома в режиме «бей и беги», – сказал доктор наук Энтони Атала, директор WFIRM и соавтор статьи. «Эта система не только повысит безопасность, но и позволит избежать возможного иммунного ответа на белки-редакторы, что может повысить эффективность редактирования генов in vivo, что будет полезно в исследовательских и клинических применениях».

Baisong Lu, Parisa Javidi-Parsijani, Vishruti Makani, Farideh Mehraein-Ghomi, Walaa Mohamed Sarhan, Dongjun Sun, Kyung Whan Yoo, Zachary P Atala, Pin Lyu, Anthony Atala.

Delivering SaCas9 mRNA by lentivirus-like bionanoparticles for transient expression and efficient genome editing.

Nucleic Acids Research, 2019; DOI: 10.1093/nar/gkz093