Австралийские ученые радикально меняют технологию «молекулярных ножниц», разработав метод, который позволяет включать «молчащие» гены, больше не разрезая молекулу ДНК. Это открытие не только открывает путь к более безопасной генной терапии, но и ставит точку в многолетних научных дебатах о природе механизмов, «выключающих» наши гены.
Исследователи из университета Нового Южного Уэльса в сотрудничестве с коллегами из детского госпиталя Св. Иуды (США) экспериментально доказали, что небольшие химические метки (метильные группы), присоединенные к ДНК, являются непосредственной причиной «выключения» генов. Работа опубликована в журнале Nature Communications.
Долгое время в научном сообществе шли споры о том, являются ли метильные метки на ДНК лишь пассивным показателем того, что ген неактивен, или же они сами по себе активно его блокируют.
Эксперименты команды из Австралии дали однозначный ответ. Ученые использовали модифицированную систему CRISPR для точного удаления этих меток с некоторых генов. После удаления «молчащие» гены активировались. Когда метки добавляли обратно, гены снова выключались.
Эволюция CRISPR: от ножниц к ластику
Классические инструменты CRISPR работают как молекулярные ножницы, разрезая ДНК для удаления или исправления дефектного фрагмента. Этот подход, хоть и является мощным инструментом генетиков, несет риск внесения нецелевых изменений геном. Последнее потенциально может привести к серьезным побочным эффектам, включая онкологические заболевания.
Новая же методика, эпигенетическое редактирование, действует иначе. Она не меняет саму последовательность ДНК, а лишь удаляет с нее химические метки, играющие роль «стоп-сигнала». Это все равно что использовать ластик вместо ножниц.
Первым терапевтическим применением нового метода может стать лечение серповидноклеточной анемии и других связанных заболеваний крови. Вместо того чтобы редактировать дефектный ген взрослого с риском побочных эффектов, ученые предлагают «стирать метки» с гена фетального глобина. Этот ген активен только до рождения, после чего блокируется метильными группами. Его реактивация сможет компенсировать работу дефектного гена.
Фетальный глобин — это как тренировочные колеса на детском велосипеде. Мы верим, что можем заставить их снова работать у людей, которым нужны новые колеса
Перспективный метод лечения выглядит так: у пациента забирают кроветворные стволовые клетки, в лаборатории с помощью эпигенетического редактирования ученые активируют в них ген фетального глобина, а затем возвращают клетки обратно в организм.
Пока все эксперименты проведены лишь на клетках человека в лаборатории. Следующий этап — испытания на модельных животных. Однако ученые уже сейчас считают, что этот подход открывает новую, более безопасную эру в генной терапии для целого спектра заболеваний, вызванных неправильной активностью генов.
Ранее Наука Mail рассказывала о методе многоточечного редактирования ДНК и об объединении сил искусственного интеллекта и CRISPR.
