Амерыканскія навукоўцы здзейснілі прарыў у рэдагаванні ДНК

Гэта стала магчымым упершыню ў гісторыі.

Даследнікі з ЗША распрацавалі прынцыпова новы спосаб рэдагавання мітахандрыяльнай ДНК з дапамогай бактэрыяльнага таксіну, паведамляе nv.ua.

Дагэтуль метады геннага рэдагавання ДНК дасягалі эфекту толькі ў ядры клеткі, але не маглі адрэдагаваць паслядоўнасці ДНК у мітахондрыях, структурах, якія называюць «электрастанцыямі клеткі».

Малекулярнай асновай гэтага рэвалюцыйнага інструмента для рэдагавання генаў з'яўляецца таксін DddA, што вылучаецца бактэрыяй Burkholderia cenocepacia для барацьбы з іншымі мікробамі, калі канкурэнцыя за рэсурсы становіцца сур'ёзнай.

Даследнікі з Вашынгтонскага ўніверсітэта выявілі, што гэты таксін ператварае асновы нуклеінавых кіслаты, якія называюцца цытазін, у іншыя, якія звычайна сустракаюцца ў РНК і называюцца урацыл.

Гэта далёка не першы раз, калі даследчыкі звяртаюцца да бактэрыяльнай зброі, каб знайсці падказкі аб тым, як наладзіць рэдагаванне ДНК. Фактычна, цэлае сямейства так званых ферментаў дэаміназ ужо было выкарыстана ў геннай інжынерыі. На жаль, ферменты дэаміназы, як правіла, працуюць толькі на асобных нітках ДНК.

Каб абысці гэта, іншая даследчая група з Масачусецкага тэхналагічнага інстытута і Гарварда аб'яднала дэаміназу з абменам кода з тэхналогіяй CRISPR, што цягне за сабой выкарыстанне РНК-матрыцы для ідэнтыфікацыі паслядоўнасці, а затым выкарыстанне ферментаў для ўнясення змяненняў.

Даследнікі сканструявалі варыянты DddA, падзеленыя на дзве паловы, кожная з якіх нетаксічна і застаецца неактыўнай да моманту ўзаемадзеяння з другой паловай. Да кожнай з двух палоў далучылі дамен TALE, які можна запраграмаваць на распазнанне пэўнай нуклеатыднай паслядоўнасці.

TALE можа знайсці мэтавую паслядоўнасць унутры мітахондрый і ператварыць любы знойдзены ім цытазін ва ўрацыл, які пасля трансфармуецца ў аналагічную ДНК-спецыфічную нуклеатыдную аснову пад назвай тымін.

Сістэму апрабавалі на пяці мітахадрыяльных генах: MT-ND1, MT-ND2, MT-ND4, MT-ND5 і MT-ATP8, прычым эфектыўнасць рэдагавання складала ад 4,6% да 49%, а рэдагаванне мэтавай паслядоўнасці адбывалася ў 150-860 раз часцей, чым нямэтавых участкаў. Змена толькі паловы генаў можа не здацца вялікай перамогай, але, улічваючы адсутнасць якіх-небудзь прыкмет патэнцыйна катастрафічных змяненняў за межамі мэтавых паслядоўнасцяў, гэта робіць інструмент перспектыўным.

Падобна таму, як мутацыі ў ядзернай ДНК могуць выклікаць самыя розныя станы здароўя, мутацыі ў генах мітахондрый таксама могуць быць праблемнымі, уплываючы на што заўгодна, ад развіцця мозгу да росту цягліц, узроўняў энэргіі, абмену рэчываў і імунітэту. Мітахондрыі і любыя разбуральныя мутацыі ў іх могуць перадавацца з пакалення ў пакаленне па матчынай лініі.

«З гэтай новай тэхналогіяй DddA мы, нарэшце, зможам стварыць мадэлі на жывёлах, якія імітуюць шэраг цяжкіх мітахандрыяльных станаў у людзей», - адзначаюць аўтары даследавання.

У той жа час, для ацэнкі тэрапеўтычнага патэнцыялу DddA ў лячэнні мітахандрыяльных хвароб яшчэ трэба будзе правесці даследаванні на розных лініях клетак і на жывёльных мадэлях.

Раней НВ пісаў, што навукоўцы змянілі ДНК грызуноў, каб знайсці вакцыну ад каранавіруса. Даследнікі з Медыцынскай школы Вашынгтонскага ўніверсітэта ў Сэнт-Луісе распрацавалі так званую «мышыную мадэль COVID-19», якая паўтарае чалавечае захворванне.

Такія мышы са змененым геном, як чакаецца, паскораць пошук лекаў і вакцын ад патэнцыйна смяротнай хваробы.

Каб убачыць, ці развіваецца ў мышэй хвароба, падобная той, якая назіраецца ў людзей, даследчыкі заразілі мышэй мадыфікаваным адэнавірусам, а затым праз пяць дзён перадалі ім вірус COVID-19.

Вірус хутка распаўсюдзіўся па дыхальных шляхах і асабліва ў лёгкія, дзе ён размнажаецца ў вялікіх колькасцях і выклікае пнеўманію з выяўленым запаленнем, як і ў людзей. Даследнікі таксама выявілі больш нізкія ўзроўні віруса ў сэрцы, селязёнцы і мозгу - ва ўсіх органах, якія могуць быць мішэнню віруса ў людзей.