Екип молекулярни биолози от Харвардския университет са представили резултатите от изследване, призвано да изясни възможностите на технологията CRISPR/Cas9 в ново за нея качество – като система за изкуствена регулация на гените (чрез създадени от човека химични съединения), а не за тяхното редактиране (пряко изменение на структурата на ДНК). Изследването е публикувано в изданието Nature Methods.
Технологията CRISPR/Cas9 разпознава отделни участъци на гените и ги изрязва на специфично място, което дава възможност на учените да вграждат необходимия фрагмент от нуклеинови киселини, редактирайки ДНК.
При създаването на тази технология учените се ориентирали върху способността на бактериите да се борят с вируси с помощта на нукленовите киселини. Вирусите внедряват в клетката своята ДНК и единственият шанс на бактериите да се спасят е нейното унищожение. Специална насочваща РНК разпознава фрагмента на вирусната ДНК и се свързва с него, след което белтъкът Cas9 буквално като ножица изрязва гените на паразита.
Учените използват CRISPR за различни нужди. Например те изменили белтъка Cas9, като го лишили от възможност да причинява вреда на ДНК. Вместо това го съединили с друг белтък, който може да активира гени, съединявайки се с енхансерите.
Енхансерите са участъци от ДНК, които могат да усилят работата на гените, ако се съединят със специална молекула. Насочващата РНК разпознава енхансера, а Cas9 играе ролята на активатор. Всичко това позволява на изследователите точно да управляват гените, като ги отслабват или усилват. Това може да се сравни с отвертка, която точно пасва на своето място.
Но съществува огромно множество различни Cas9, които се различават по ефективност и работят различно в различните клетки. За да се приложи успешно технологията CRISPR/Cas9, следва с точност да се знае поведението на съставящите я молекули. За изясняването на това изследователите изпитали множество активатори върху клетки на човек, мишка и муха.
Учените установили три Cas9-активатора, които най-силно влияели на гена в сравнение с другите кандидати. Те били най-универсални, тоест еднакво добре сработвали и в клетките на човек, и на муха. Според изследователите откритата лидерска тройка молекули може да се направи основа за бъдещи подобрения.
CRISPR представлява фрагменти от ДНК, които съчетават повтарящи се части – кратки палиндромни повторения – и спейсъри. Спейсърите се отличават помежду си по последователност на нуклеотидите и са разположени между повторенията.
Те представляват част от ДНК, заимствана от вируси или бактерии паразити, и отговарят за разпознаването на чужд генетичен материал.
