Генные инженеры сделали более 13000 редакций одной клетки

Учёные из Гарвардского университета (Harvard University) использовали технологию редактирования генов для внесения 13200 изменений в одну клетку, что является рекордным показателем для технологии редактирования генов.

У группы, возглавляемой Джорджем Чёрчем (George Church), была задача переписать геном в масштабах, в принципе достижимых в настоящее время. По словам учёных, это может привести в конечном итоге к «радикальной перенастройке» видов, включая наш.

Такое крупномасштабное редактирование генов пробовали проводить ранее. В 2017 году группа исследователей из Австралии во главе с Полом Томасом (Paul Thomas) переработала Y-хромосому мышей настолько, что смогла уничтожить её. Такая стратегия рассматривается как потенциальное лечение синдрома Дауна, генетического расстройства, вызванного наличием дополнительной хромосомы.

Чтобы установить новый рекорд по редактированию генов, Оскар Кастанон (Oscar Castanon) и Кори Смит (Cory Smith) взял в качестве цели для редактирования тип последовательности ДНК под названием LINE-1, повторяющийся элемент в геноме человека. Этот генетический элемент способен копировать сам себя и составляет около 17% нашего генома.

При CRISPR-редактировании разрезается двойная спираль, и слишком много изменений за один раз убивают клетку. Эта опасность ограничивала предыдущие попытки крупномасштабного редактирования. Джефф Фолкнер (Geoff Faulkner) из Квинслендского университета (The University of Queensland) говорит, что в 2016 году он пытался вывести из строя элементы LINE-1 у 500 эмбрионов мышей в надежде увидеть, повлияет ли это на поведение мыши. Но ни одна из мышей не дожила до репродуктивного возраста.

Чтобы избежать подобной проблемы, учёные из Гарварда адаптировали вариант CRISPR, который называют базовым редактором. Они избежали разрезания ДНК, вместо этого заменив одну генетическую букву другой, например, превратив C в T.

По данным их работы, предварительно опубликованной на сайте bioRxiv, группа смогла произвести сразу более 13000 изменений в некоторых клетках, не уничтожив их.

«Найден способ провести эксперимент, не вызывая огромной нестабильности генома в целом», — говорит Фолкнер.

Научное сообщество не сильно впечатлено, поскольку работа не является «решающим» шагом для масштабного редактирования генома, о котором сообщается в работе. Гаэтан Бурджио (Gaetan Burgio) из Австралийского национального университета (Australian National University) выразил мнение, что заявления о том, будто этот метод приведёт к радикальному изменению строения видов «сильно преувеличены».

Чёрч, однако, рассматривает крупномасштабное редактирование как способ очистить геном путём удаления генетического мусора, содержащегося в нём. Например, в 2015 году лаборатория уничтожила 62 копии ретровируса, скрывавшегося в геномах свиней. Вирусы могут реактивироваться, поэтому создание свиней без вирусов является шагом к безопасности пересадки органов от свиньи человеку.

Компания eGenesis, образовавшаяся на базе лаборатории, создаёт свиней с различными редакциями, чтобы их органы могли переносить люди, реципиенты трансплантатов.

Чёрч говорит, что его конечной целью является создание запасов человеческих органов и тканей, геномы которых защищены от всех вирусов. По данным исследователей, этот процесс, называемый перекодированием, потребует точных изменений в 9811 генетических единицах. Лаборатория Чёрча начала процесс перекодирования его собственных клеток. «Эти стволовые клетки должны быть безопасными и универсальными», — утверждает он.