создайте профиль
Управлять генами стало еще проще
Появился новый метод активации и дезактивации генов, способствующий образованию более сложных синтетических образований.
Исследователи Массачусетского технологического института показали, что они могут управлять генами дрожжевых и человеческих клеток, контролируя перенос генетической информации с ДНК на РНК.
Это позволит ученым лучше понять функции этих генов. Как говорит Тимоти Лу, доцент кафедры электротехники, компьютерных наук и биоинженерии, а также автор доклада в журнале ACS Synthetic Biology, описывающего новый метод, благодаря этой технологии ученые смогут следить за средой клеток, создавать новые лекарства и выявлять заболевания.
Тимоти Лудоцент кафедры электротехники, компьютерных наук и биоинженерии MITНовый метод основан на системе вирусных белков, которые в последнее время использовались для изменения генома клеток бактерий и человека. Уникальная система под названием CRISPR состоит из двух компонентов: белка, который связывается с ДНК, и короткой цепи РНК, которая направляет белок в определенное место генома.
Тимоти Лудоцент кафедры электротехники, компьютерных наук и биоинженерии MIT
Целевая транскрипция
В предыдущих исследованиях CRISPR использовалась для выделения кусочков генов, чтобы исключить их из цепи или заменить новыми. Лу и его коллеги решили использовать систему CRISPR для других целей, а именно для контроля транскрипции генов, процесса, при котором последовательность ДНК копируется в матричную РНК (мРНК ), несущую информацию о первичной структуре белка.
Транскрипция регулируется белками, называемыми факторами транскрипции. Эти белки связываются в специфическую последовательность ДНК в промоторной области гена и либо набирают, либо блокируют ферменты, необходимые для копирования гена на мРНК.
Для этого исследования ученые использовали систему CRISPR в качестве фактора транскрипции. Первым делом они изменили стандартный белок CRISPR, известный как Cas9, чтобы он больше не мог отделять часть ДНК после соединения с ней. Они также добавили в белок сегмент, который активирует или репрессирует экспрессию генов путем модуляции транскрипционного механизма клетки.
Чтобы поместить Cas9 в нужное место, исследователи добавили в целевые клетки ген для РНК, которая соответствует последовательности ДНК на промоторе, который нужно активировать.
Исследователи показали, что как только РНК и Cas9 объединяются внутри клетки-мишени, они выбирают ген и «включают» транскрипцию. К своему удивлению они обнаружили, что тот же Cas9 также может быть использован и для блокировки транскрипции генов в различных частях.
«Намного более гибкая»
Новая система должна быть гораздо проще в использовании, чем две другие недавно разработанные системы контроля транскрипции на основе связывающих ДНК белков, известные как цинковый палец и нуклеазы TALEN. Да, они эффективны, но проектирование и сборка белков являются процессами трудоемкими и дорогими.
Коби Бененсонпрофессор биосистем и инженерии, Швейцарская высшая техническая школа ЦюрихаИсследователи также разработали систему контроля транскрипции, которая может быть активирована маленькими молекулами, введенными в клетку, например, сахара. Чтобы сделать это, они спроектировали такие гены для РНК, которые появляются только в присутствии малых молекул.
Этот тип управления может быть полезным для изучения роли генов в естественной среде, путем включения и выключения их на определенных этапах развития заболевания. Сейчас Лу работает над созданием более совершенных синтетических схем, например, для ввода различных молекул в клетку извне.
