Исследователи использовали визуализацию одной молекулы для сравнения инструментов редактирования генома CRISPR-Cas9 и TALEN. Их эксперименты показали, что TALEN до пяти раз эффективнее CRISPR-Cas9 в плотно упакованных частях генома — гетерохроматине.

Синдром ломкой Х-хромосомы, серповидно-клеточная анемия, бета-талассемия и другие заболевания являются результатом генетических дефектов гетерохроматина. Проведя исследование, ученые пришли к выводу, что в таких плотно упакованных частях генома инструмент редактирования TALEN применять эффективнее, чем традиционный CRISPR/Cas9. О своих выводах биологи сообщают в журнале Nature Communications.

По словам Хуминь Чжао, профессора химической и биомолекулярной инженерии из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне, который руководил новым исследованием, открытие подтверждает — необходим более широкий выбор инструментов для редактирования генома, чтобы охватить все его части.

«CRISPR — очень мощный инструмент, который произвел революцию в генной инженерии — объясняет Чжао. — Но у него все еще есть некоторые ограничения».

Чжао и его коллеги использовали флуоресцентную микроскопию одиночных молекул, чтобы непосредственно наблюдать, как два инструмента редактирования генома работают в живых клетках млекопитающих. Флуоресцентные метки позволили исследователям измерить, сколько времени потребовалось CRISPR и TALEN, чтобы двигаться по ДНК, а также обнаруживать и вырезать целевые участки.

«Мы обнаружили, что CRISPR лучше работает в менее уязвимых областях генома, но TALEN может получить доступ к этим генам в гетерохроматиновой области лучше, чем CRISPR, — сказал Чжао. — Мы также увидели, что TALEN может иметь более высокую эффективность редактирования, чем CRISPR. Он может разрезать ДНК, а затем вносить изменения эффективнее».

В общей сложности TALEN был в пять раз эффективнее CRISPR в нескольких экспериментах.

В любом случае результаты приведут к усовершенствованию подходов к нацеливанию на различные части генома, заключает Чжао: «Либо мы можем использовать TALEN для определенных приложений, либо мы можем попытаться улучшить работу CRISPR с гетерохроматином».