Китайские ученые разработали модульную систему редактирования генов под названием CyDENT, которая может быть более эффективной, чем технология CRISPR. CyDENT позволяет редактировать гены без разрезов, преодолевая ограничения, связанные с использованием направляющей РНК. Благодаря этому инновационному подходу появилась возможность редактирования генетического материала в труднодоступных митохондриях и хлоропластах. Все это происходит на фоне угрозы экспортных ограничений США в биотехнологическом секторе Китая.

Исследователи из Института генетики и биологии развития Китайской академии наук сообщили о своей модульной системе редактирования генов под названием CyDENT. Технология работает немного иначе, чем CRISPR/Cas9, запатентованная в США.

CRISPR расщепляет двухцепочечную ДНК, чтобы внести изменения в пары оснований, составляющих цепи. ДНК разрезается, а затем восстанавливается естественным клеточным процессом. Это может привести к неточному редактированию и нежелательным мутациям. CyDENT действует иначе и ее можно использовать для редактирования генов без каких-либо сокращений.

Китайские ученые используют модули для выполнения различных этапов процесса редактирования. Этот подход позволяет исследователям находить наилучшие применения для возникающих вариаций. Методы, основанные на CRISPR, осуществляют редактирование ДНК в ядре клетки с помощью направляющей РНК. Однако редактирование ДНК в митохондриях человека или хлоропластах растений представляет сложность, так как получить направляющую РНК трудно. Оба являются нуклеиновыми кислотами в клетках, но РНК одноцепочечная, а ДНК — двухцепочечная.

Для преодоления сложности редактирования ДНК в митохондриях человека или хлоропластах растений, был разработан подход с использованием «белкового механизма». Этот метод основывается на использовании белкового сигнала для доставки редактора внутрь клетки, обходя необходимость в направляющей РНК. Таким образом, обеспечивается доступ к редактированию геномов этих труднодоступных клеточных органелл. Точность CyDENT, обусловленная его способностью выборочно редактировать одну цепь ДНК за раз, позволяет проводить более контролируемые и эффективные исследования этих клеточных геномов.

В митохондриях было обнаружено много однонуклеотидных вариаций, которые предположительно связаны с болезнями. Согласно статье, эти проблемы можно решить с помощью «точного преобразования оснований» с использованием одноцепочечного редактора, такого как CyDENT. Что касается хлоропласта, где происходит фотосинтез, многие белки, закодированные в его геноме, связаны с эффективностью преобразования солнечного света в энергию. Поэтому инженерные культуры для лучшего преобразования энергии могут давать лучшие урожаи, если их геном правильно подредактировать.

Однако дальнейшее изучение и развитие этой технологии может быть остановлено, если биотех-сектор Китая станет следующей целью санкций со стороны США. В марте три подразделения китайской фирмы BGI Group, занимающейся исследованием генома, уже были добавлены в список организаций, чей доступ к американским технологиям ограничен по соображениям прав человека. Министерство торговли заявило, что они потенциально способствуют слежке. Сейчас усиливаются опасения, что углубляющийся кризис в отношениях США и Китая приведет к новому витку санкционной войны и под ударом окажется не только технологический сектор КНР, но и смежные области, в том числе биотех.

Обострение санкционной войны может повлиять на разработку таких инструментов, как CyDENT, поскольку технология частично зависит от импорта. Между тем создатели CyDENT говорят о необходимости дальнейших исследований, чтобы определить комбинации модульных элементов для получения наилучших результатов редактирования. Инструмент продемонстрировал большой потенциал для изучения ранее нередактируемой ДНК.