CRISPR-Cas3: революционната технология, която може да изтрие генетичните заболявания от човешката история
Учените направиха огромна крачка напред в отбраната против нежеланите генетични промени.
В региона на генното инженерство бе маркирано знаково събитие: учените съумяха да употребяват системата CRISPR, която в действителност е имунната система на бактериите против вирусите, за редактиране на генетичната информация в клетките. Неотдавна FDA утвърди първото лекарство, основано на CRISPR, за лекуване на сърповидно-клетъчната анемия. Това стана през декември 2023 година Това лекарство се основава на добре проучената система CRISPR-Cas9, наречена още „ генетична ножица„.
Сега обаче на хоризонта се появява нова и неповторима платформа, известна като CRISPR вид I или CRISPR-Cas3, която има капацитета да отстранява огромни сектори от ДНК. Тя към този момент е в очакване на лечебни приложения.
Новото изследване, ръководено от доктор Ян Джан, доцент в катедрата по биологична химия в Медицинския университет в Мичиган, и нейните сътрудници от университета Корнел, има за цел да създаде прекъсвачи за възстановяване на сигурността на генния редактор вид I-C/Cas3. Откритията са оповестени в списание Molecular Cell.
Използвайки естествената битка сред бактериите и вирусите, които ги нападат (бактериофагите), екипът от учени, управителен от Жанг, създава специфични CRISPR превключватели. Тези устройства се базират на анти-CRISPR протеини, които бактериофагите са развили с течение на времето. По този метод те преодоляват бактериалния имунитет, дължащ се на системата CRISPR.
Анти-CRISPR протеините, които потискат Cas9, са били употребявани преди този момент пробно, с цел да се понижат „ страничните резултати “ на CRISPR. Тези резултати се появяват, когато Cas9 работи в непредвидени области на тялото или генома, причинявайки нежелани промени, които могат да доведат до отрицателни последствия, като да вземем за пример нараснал риск от рак.
„ При редактирането на човешкия геном благодарение на CRISPR-Cas9 потреблението на инхибиторен протеин може да помогне за понижаване на страничните резултати и повишение на сигурността “, споделя Джан.
Екипът на Джан е създал благонадежден прекъсвач за високоефективната система Cas3, която преди този момент са разкрили в бактерията Neisseria lactamica. Тя живее безвредно в горните дихателни пътища на индивида. След като изследват всички известни анти-CRISPR протеини, те откриват два подобаващи. Това са AcrIC8 и AcrIC9 които имат мощно кръстосано реактивно деяние против Neisseria Cas3.
След това екипът е изследвал механизма на деяние на тези протеини, като е употребявал генетичните и биохимичните проучвания на Университета в Мичиган и криогенната електронна микроскопия в Университета Корнел. И двата протеина пречат на CRISPR-Cas3 да се свърже с целевото място на ДНК. Само че работят по малко по-различен метод.
Накрая екипът на Джан потвърждава, че всеки от тези анти-CRISPR протеини може да служи като комутатор за CRISPR-Cas3 в човешки кафези. Те съвсем изцяло блокират две версии на CRISPR-Cas3 технологиите. Едната е за широкомащабното заличаване на генома, а другата – за активиране на гена. Това ги прави първите конструирани превключватели за всеки CRISPR-Cas3 генен редактор.
„ CRISPR-Cas3 с прекъсвач ще бъде един доста по-безопасен метод за редактиране на генома “, споделя Джан. Лабораторията ѝ възнамерява да продължи да създава CRISPR-Cas3-базирани лечения за разнообразни човешки болести, употребявайки новооткритите превключватели. Това става взаимно с сътрудници от Медицинския университет в Мичиган.
