По-точна „ножица“ ще редактира гените ни
През 2013 година публикация на младия биолог Фън Чжан (Feng Zhang) и сътрудниците му в сп. Science направила същинска гражданска война в света на генното инженерство.
Въз основа на опита от предходни проучвания учените предложили елементарен и ефикасен метод за редактиране на ДНК на всевъзможни живи организми – от дрожди и селскостопански култури до индивида – с потреблението на молекулярен механизъм, открит при едноклетъчните.
Системата, получила названието CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats), се появила вследствие на противостоянието сред бактериите и техните основни врагове – вирусните бактериофаги. С нейна помощ подложените на нахлуване кафези по късия откъс на ДНК разпознават вариантите на инфекциозните сътрудници, с които към този момент са се срещали техните предшественици.
Насочващите РНК подават към разпознатия сектор от генетичния код на вируса фрагмент-ножица, който унищожава врага, като разрязва веригата.
Тези комплекси се оказали извънредно комплицирани, само че откривателите се научили да ръководят системите, употребяващи белтъка Cas9 в качеството на ножица, с цел да изрязват генетични неточности, да променят или да прибавят фрагменти ДНК в най-различни кафези.
Но с този способ е много комплицирано да се вгради нов сектор в генома. Затова молекулярните биолози не спрели дотук и незабавно почнали да търсят опция да подобрят точността на инструмента. И наподобява, Чжан, на който работата с CRISPR/Cas9 към този момент е донесла професорска купа и лична лаборатория в Масачузетския софтуерен институт, още веднъж е спечелил конкуренцията.
Неговият екип е трансферирал стотици фрагменти, които евентуално биха могли да послужат като молекулярен скалпел. Вниманието на учените привлякъл белтъкът Cpf1, който употребява някои бактерии с CRISPR. Като оценили успеваемостта на ензимите Cpf1, отделени от 16 разнообразни типа едноклетъчни, учените разкрили, че два от тях могат да бъдат употребявани в човешките кафези.
Както излиза наяве от публикацията, оповестена в сп. Cell, основното предимство на Cpf1 спрямо Cas9 е по-малкият размер, което облекчава преноса на молекулите в зрелите кафези. Освен това новият откъс изисква единствено една насочваща РНК, до момента в който Cas9 има потребност от две молекули. Такива системи ще могат доста по-лесно и на ниска цена да се изготвят, като точността във внасяните промени ще бъде по-висока, оповестяват Чжан и сътрудниците му.
Начинът на разсичане на ДНК при двата белтъка се оказал друг. Cas9 реже двете ДНК влакна на едно и също място, оставяйки по този начин наречените тъпи краища. Cpf1 основава на мястото на разреза „ лепливи краища “, като едната нишка е срязана малко по-късо от другата. В първия случай работата с молекулата ДНК е по-трудна, защото новият откъс от време на време инцидентно може да се прикрепи към неверната нишка. „ Лепливите влакна “ се разграничават, което разрешава по-точно да се прикрепи фрагментът на нужното място.
„ Още е прекомерно рано да приказваме дали новият белтък ще надмине Cas9 по известност – споделя Чжан. – Но занапред е ясно, че той има редица значими прерогативи. “
Само за три години системата CRISPR/Cas9 е получила такова разпространяване, че е провокирала жестока патентна война сред научните центрове. Чжан дава обещание, че лабораторията му ще направи новите съставни елементи налични за университетски проучвания, както това е било с предходните разработки.
Естествено, сътрудници и съперници на обучение не имат намерение да стопират личните търсения на нови детайли в системата за редактиране на гени. Те споделят, че в региона на генното инженерство в никакъв случай не знаеш с акуратност какви принадлежности ще се окажат по-добри в бъдеще.
