Эксперты говорят, что это «огромный шаг вперед для синтетической биологии».
Ключевые выводы
- До недавнего времени инструмент редактирования генов CRISPR мог вносить изменения только в отдельные гены.
- Новые инструменты позволяют ученым вырезать и соединять большие куски генетического материала.
- Выводы, вероятно, будут иметь большое значение для различных областей исследований, а также позволят исследователям создавать синтетические виды, которые могут производить молекулы, не производимые естественными организмами.
С 2012 года инструмент для редактирования генов CRISPR/Cas9 позволяет ученым нацеливаться и модифицировать ДНК с поразительной точностью. Но одним из ограничений этого метода было то, что он может вносить изменения только в отдельные гены. Теперь ученые разработали новые инструменты, которые позволяют им разрезать и сращивать большие фрагменты хромосом, а также собирать новые синтетические геномы из различных штаммов.
Выводы, опубликованные в статье от 30 августа в журнале Science, вероятно, имеют серьезные последствия для таких областей, как синтетическая биология, вычислительная биология и биологические вычисления, и могут привести к более эффективному лечению широкого спектра заболевания.
«Эта новая статья невероятно интересна и является огромным шагом вперед для синтетической биологии», - сказала Science Энн Мейер, биолог-синтетик из Рочестерского университета в Нью-Йорке, которая не участвовала в работе над этой статьей.
В отличие от предыдущих инструментов редактирования генов, новые инструменты способны делать множество точных надрезов на длинных нитях ДНК, не оставляя шрамов.
Исследователи, как Роберт Ф. Сервис написал для Science, также изменил «другой хорошо известный инструмент, фермент под названием лямбда-красная рекомбиназа, чтобы он мог склеивать концы исходной хромосомы - за вычетом удаленной части - обратно вместе, а также соединять концы удаленной части.. Обе кольцевые нити ДНК защищены от эндонуклеаз. Этот метод может создавать различные пары кольцевых хромосом в других клетках, а затем исследователи могут менять местами хромосомы по своему желанию, в конечном итоге вставляя любой фрагмент, который они выберут, в исходный геном».
“Теперь я могу внести ряд изменений в один сегмент, а затем в другой и объединить их вместе. Это очень важно», - сказал журналу Science биолог-синтетик из Калифорнийского университета в Ирвайне Чан Лю.
Почему редактирование генов CRISPR вызывает у создателя кошмары
Почему редактирование генов CRISPR вызывает у создателя кошмары
Новые инструменты, скорее всего, откроют перед учеными двери для исследования многих новых областей: создания синтетических видов, которые могут производить молекулы, не производимые естественными организмами, записи информации в ДНК для использования в качестве устройства хранения и привода. сократить расходы на медицинские исследования, упростив редактирование бактериальных геномов в больших масштабах.
Однако использование CRISPR для редактирования больших участков генома человека вряд ли произойдет в ближайшее время, учитывая регуляторные барьеры и этические сложности. В конце концов, ученые не в полной мере осознают последствия внесения небольших правок в ДНК, а тем более крупных сокращений.
«Мы не всегда полностью понимаем изменения, которые вносим, - сказал Science News Алан Регенберг, специалист по биоэтике из Института биоэтики Бермана при Джоне Хопкинсе. «Даже если мы внесем изменения, которые хотим, все еще остается вопрос, будет ли это делать то, что мы хотим, и не будет ли делать то, чего мы не хотим».