Авторы:
Young Hoon Sung, John van der Oost
История:
Ученые давно мечтали научиться «исправлять» геном, удалять из него вредные мутации, предотвращать развитие наследственных болезней. И только несколько лет назад это стало возможным. Из трех новых технологий редактирования генома, самой ранней является технология цинковопальцевых нуклеаз, идея которой возникла еще в
Пример:
Совсем недавно на научной конференции в Кембридже сотрудники биотехнологической компании «Editas Medicine» заявили, что смогут точечно изменять геном человека к 2017 году (Rusbase).
Их разработка называется «Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats» (CRISPR). Специалисты прогнозируют, что разработанная ими технология поможет людям избавиться от многих врожденных заболеваний, к примеру, от врожденной слепоты Лебера. Это будет настоящим прорывом в медицине. К тому же ученые обещают, что разработка будет простой и недорогой, поэтому доступ к ней получат специалисты со всего мира.
Описание технологии:
За последние годы ученые разработали несколько технологий, позволяющих направленно изменять последовательность генома млекопитающих. Эти новые технологии сейчас активно испытываются на мышах:
При помощи TALEN ученые вносят разрыв в кодирующую область гена, а затем разрыв залечивается. В опытах на мышах эту технологию применили для внесения в мышиный геном мутации, приводящей к развитию одного из наследственных синдромов. Затем авторы данного эксперимента удалили эту мутацию тем же путем, что показывает возможность эффективно изменять геном с помощью метода TALEN.
Метод цинковопальцевых нуклеаз работает менее эффективно, чем вышеперечисленные методы.
Эти методы обеспечивают точную доставку терапевтических генов для замедления процессов старения: гена теломеразы (TERT), гена транскрипционного фактора FOXO3, гена, кодирующего ингибитор
Дополонения и критика:
Описанные технологии еще не достаточно изучены и отлажены. Необходимо тщательное моделирование этих методов на мышах. Секвенирование генома позволяет быстро накопить данные о мутациях, которые приводят к тем или иным наследственным заболеваниям. CRISPR и TALEN редактирование весьма перспективны для лечения тяжелых заболеваний человека.
Публикации:
- Adam J. Bogdanove, Daniel F. Voytas. TAL effectors: customizable proteins for DNA targeting // Science. 30 September 2011.
v. 333. P. 1843–1846. Doi: 10.1126/science.1204094. -
Young Hoon Sung,
In-Jeoung Baek, Duk Hyoung Kim, Jisun Jeon, Jaehoon Lee, Kyunghee Lee, Daewon Jeong,Jin-Soo Kim &Han-Woong Lee. Knockout mice created byTALEN-mediated gene targeting // Nature Biotechnology. 2013.v. 31. v. 23 –24. Doi: 10.1038/nbt.2477. -
Kirill A. Datsenko, Ksenia Pougach, Anton Tikhonov et al. Molecular memory of prior infections activates the CRISPR/Cas adaptive bacterial immunity system // Nature Communications.
v. 3. Article number: 945. Published 10 July 2012. -
John van der Oost. New Tool for Genome Surgery // Science.
v. 339. P. 768–770