Международная команда исследователей, в которую вошли специалисты из Института Брода (The Eli and Edythe L. Broad Institute of MIT and Harvard, Broad Institute), Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology, MIT), Национальных институтов здоровья (National Institutes of Health, NIH), Ратгерского университета в Нью-Брунсвике (Rutgers University — New Brunswick) и Сколковского института науки и технологий (СколТех) сообщает о разработке нового метода генетического редактирования, основанного на системе CRISPR. Новый метод предназначен для изменения РНК, а не ДНК.
Новый подход может стать отдельным большим направлением в области работы с клетками. При редактировании ДНК в геном клетки вносятся постоянные изменения. Основанный на системе CRISPR подход, при котором редактируется РНК, позволит исследователям делать временные изменения, которые могут быть скорректированы вверх или вниз. Метод обладает большей специфичностью и функциональностью, чем существующие методы РНК-интерференции (RNAi).
В статье, опубликованной 2 июня в журнале Science, Фэн Чжан (Feng Zhang) и его коллеги из Института Брода и MIT, в соавторстве с Евгением Куниным и его коллегами из NIH, а также Константином Севериновым, представляющим Ратгерский университет и СколТех, сообщают об определении и функциональных характеристиках C2c2 — РНК-направленного фермента, способного таргетировать и расщеплять РНК.
C2c2 — первый обнаруженный фермент естественного происхождения, который используется в основанной на CRISPR системе защиты бактерий от вирусной инфекции. Он работает исключительно с цепочками РНК. Исследователи продемонстрировали, что C2c2 способен расщеплять выбранную цепочку РНК в бактериальной клетке, что делает его новым полезным инструментом молекулярной биологии.
Использование C2c2 дополнит метод CRISPR/Cas9, используемый для редактирования ДНК. Появление инструмента, который будет целенаправленно воздействовать только на РНК, регулирующую выполнение геномных инструкций, специфически манипулировать РНК, значительно расширит возможности, которые предоставляет технология модификации генома. Мы сможем лучше понимать, лечить и предотвращать болезни.
«Открытие C2c2 раскрывает принципиально новый биологический механизм, который бактерии, кажется, используют для защиты от вирусов, — Говорит Евгений Кунин, ведущий автор исследования. — Применение этой стратегии может быть довольно ярким».
В настоящее время наиболее распространённым методом подавления гена является использование малых интерферирующих РНК. По словам исследователей, метод C2c2 РНК-редактирования предполагает большую специфичность и обладает потенциалом для более широкого диапазона применений. Уже показано, что с помощью C2c2 можно заменить конкретный участок РНК, с тем, чтобы снизить производство в клетке соответствующего белка. Но, по сравнению с использованием малых интерферирующих РНК, у метода на основе C2c2 есть преимущества: C2c2 это двухкомпонентная система, требующая лишь один гид-РНК; C2c2 генетически кодируем — это означает, что необходимые компоненты могут быть закодированы в ДНК и доставлены в ткани и клетки.