Ученые нашли способ сделать редактирование генов эффективнее в несколько раз

Корейская исследовательская группа впервые в мире смогла значительно повысить эффективность точного генного редактирования, улучшив работу ключевого механизма восстановления ДНК — гомологичной рекомбинации. Ученые показали, что активация аутофагии, естественного клеточного процесса утилизации, может в 1,4–3,1 раза увеличить точность редактирования генома на основе системы CRISPR–Cas9. Работа опубликована в журнале Nucleic Acids Research (NAR).

Исследователи обнаружили, что запуск аутофагии — либо путем голодания клеток, либо с помощью ингибиторов mTOR — способствует значительному усилению точного редактирования, особенно в контексте гомологичной рекомбинации, которая в обычных условиях происходит довольно редко. Эта методика была успешно протестирована как в клетках пациентов с генетическими мутациями, так и в живых организмах, включая мышей, что открывает путь к ее применению в терапии.

Технология CRISPR–Cas9 обычно вызывает разрывы двойной спирали ДНК, чтобы затем изменить ген. Но чаще всего эти разрывы восстанавливаются через неаккуратный путь — не-гомологичное соединение концов, который часто приводит к ошибкам. Гомологичная рекомбинация — более точный механизм, но она активируется редко, и предыдущие попытки стимулировать ее сопровождались токсичностью и сложностями при адаптации к разным клеточным системам.

Исходя из предположения, что аутофагия может сдвинуть баланс в сторону точного пути восстановления ДНК, ученые провели серию экспериментов. При активации аутофагии эффективность редактирования возрастала при работе с различными генами и вставками ДНК. У клеток, неспособных к аутофагии, такого эффекта не наблюдалось, что подтверждает важную роль этого процесса. Даже модифицированные варианты CRISPR, такие как nCas9 и dCas9, показали повышенную точность редактирования при тех же условиях.

По мнению ученых, результаты исследования открывают новые перспективы для развития генной терапии, делая ее более безопасной и точной.