Ученые предложили оригинальный способ улучшить точность метода редактирования генома с помощью CRISPR-Cas9.

Улучшить метод CRISPR путем выключения гена Cas9 с помощью особых «боевых» белков предлагают в Университете Калифорнии в Сан-Франциско. Если у них получится, что это будет иметь весьма хорошие последствия для клинических и фундаментальных исследований, сообщает пресс-служба университета со ссылкой на статью в журнале Cell.

Система CRISPR-Cas9 существует у бактерий для очистки генома от вирусных генов с помощью особых белков Cas, отвечающих за иммунную систему. Уже сейчас ученые могут, используя CRISPR, редактировать геном разных организмов, в том числе человека. Недавно китайские генетики смогли исправить геном взрослого человека с помощью этого метода.

Однако метод все еще недостаточно точен, и есть опасения, что в ходе использования его для генной терапии можно отредактировать случайно что-нибудь не то и нанести значительный вред человеку.

Ученые из Университета Калифорнии в Сан-Франциско под руководством Бенджамина Роча (Benjamin Rauch), постдока в лаборатории Джозефа Бонди-Демони (Joseph Bondy-Denomy) с факультета микробиологии и иммунологии, нашли анти-CRISPR белки, которые помогут улучшить точность метода.

Авторы работы еще раз внимательно изучили систему CRISPR, которая возникла естественным путем миллиарды лет назад в результате борьбы вирусов и бактерий. Они решили найти белки, которые производят вирусы, чтобы обманывать бактериальную систему CRISPR. Но как? Идея состояла в том, чтобы по наличию вирусных генов в бактериальном геноме найти бактерии с выключенной системой CRISPR. Это означало, что вирусные гены обошли блокаду белка Cas9 и встроились в геном бактерии.

«Cas9 не особо умный. Он не может отменить обрезание собственной ДНК бактерии, если его запрограммировали это сделать. Так что мы искали штаммы бактерии, где система CRISPR-Cas9 атакует собственный геном. О том, что вся система CRISPR безактивирована, говорил тот факт, что клетки сами не разрушились [при заражении вирусом]», — цитирует пресс-служба Бонди-Демони.

Используя методы биоинформатики, ученые проанализировали около 300 штаммов Listeria — патогенной бактерии, вызывающей воспалительные процессы. Ученые обнаружили четыре разных боевых белка, атакующих систему CRISPR листерии через выключение Cas9. Два из них выключали способность белка SpyCas9 атаковать специфические гены у других бактерий, таких как E. coli (кишечная палочка). Эти белки назвали AcrIIA2 и AcrIIA4.

Теперь ученые планируют показать на человеческих клетках, что используя эти ингибиторы, можно уменьшить число ошибок при редактировании генома методом CRISPR.

«Мы также хотим понять, как именно ингибиторные белки блокируют способность Cas9 атаковать гены и продолжить искать еще ингибиторы CRISPR в других бактериях», — сказал Роч.