Генетики встановили рекорд по зміні клітини

Опубликованно 04.04.2019 18:26

Використовуючи модифікований варіант технології "генного редагування" CRISPR, група дослідників з Гарвардського університету успішно внесла 13 200 змін у генетичний код єдиної живої клітини. Це стало новим рекордом у цій галузі, набагато перевершує за кількістю змін попередній подібний рекорд, але самим неймовірним стало те, що клітці вдалося вижити після всіх модифікацій. Таку технологію можна буде використовувати в майбутньому для "чистки" людської ДНК від марної або небезпечної генетичної інформації. Крім цього, нову технологію можна використовувати для створення цілком нових видів синтетичної життя.

Зазначимо, що попередній рекорд кількості генних змін в одній клітці був встановлений цією ж групою вчених в 2017 році. Група, очолювана Джорджем Гранчем (George Church), видалила з генома клітини свині 62 копії геному ретровірусу. Таким чином, новий рекорд перевершує старий за кількістю змін на цілих три порядки.

Метою даної роботи є створення "чистого геному", який зробить невразливими до вірусів будь-якого типу тканини штучно вирощуваних людських органів. Цей процес, званий "перекодуванням геному", залучає мінімум 9 811 точних змін. Першим видом клітин, які пройшли через процес перекодування геному в лабораторних умовах, стали універсальні стовбурові клітини.

Дослідники сконцентрували свою увагу на видаленні і виведення з ладу проблематичного типу ділянки генетичного коду, транспозона, відомого під назвою LINE-1. Такі транспозони відомі під назвою "стрибаючих генів" з-за того, що вони здатні "перестрибувати" з одного місця в інше. Такі танспозоны досить поширені в геномі ссавців, у тому числі і в геномі людини, трохи менше половини всього геному припадає на транспозони, функціональна корисність яких все ще є причиною суперечок між вченими.

На частку транспозона LINE-1 припадає близько 17 відсотків від всього людського генома, з ним пов'язано безліч проблем, включаючи генну деградацію, неврологічні хвороби і старіння. У коді транспозона LINE-1 за весь час накопичилося безліч мутацій і він, цей код, вже не містить нічого корисного для людини.

Для чищення геному вчені намагалися спочатку використовувати звичайну технологію CRISPR для пошуку і руйнування послідовностей транспозона LINE-1. Однак, такий підхід добре працював, коли в геномі було кілька цільових ділянок, але після роботи технології CRISPR над сотнями і тисячами ділянок геном перетворився в суцільну марну "кашу", що призвело до загибелі клітин, що проходили через процедуру.

Після невдачі з традиційною технологією CRISPR, вчені вирішили використовувати її видозмінений варіант. Замість "розрізання" ДНК новий варіант просто змінює код, замінюючи, наприклад, G на A. Така заміна не викликає катастрофічних ефектів і дозволяє провести редагування тисяч ділянок в одному ланцюжку ДНК, зберігаючи клітку повністю в життєздатному стані.

Вироблені 13 200 змін є майже половиною від 26 000 активних транспозонів LINE-1 в геномі клітини людини. "Ми сподіваємося, що в найближчому майбутньому нам вдасться ліквідувати всі 100 відсотків активних елементів транспозонів LINE" - пишуть дослідники, - "Однак, перед цим нам треба буде провести ряд комплексних досліджень, щоб оцінити наслідки такого масованого втручання в геном. Така кількість змін може стати причиною побічних мутацій, які стануть великою проблемою. Для цього нам потрібні нові біологічні засоби управління, нові експериментальні методи і нові програмні алгоритми з так званої області біоінформатики".

Нагадаємо, раніше генетик заявив, що генномодифіковані діти можуть бути розумніші звичайних.

Хочете знати важливі та актуальні новини раніше за всіх? Підписуйтесь на сторінку Bigmir)net на Facebook: facebook.com/bigmir.net.

Категория: Технологии