18 лютого, 2025
Використання CRISPR для корекції генетичних мутацій – як учені змогли видалити зайву хромосому за синдрому Дауна
CRISPR-Cas9 – це революційна технологія редагування геному, яка дозволяє вченим змінювати ДНК із високою точністю. Уперше інноваційний метод був адаптований завдяки знанням про природний механізм захисту бактерій від вірусів. CRISPR-Cas9 працює за допомогою трьох послідовних етапів. Перший – розпізнавання ДНК: учені використовують молекулу РНК, яка містить спеціальний фрагмент (sgRNA), що визначає цільову ділянку ДНК. Другий етап – розрізання ДНК, коли фермент Cas9 діє як «генетичні ножиці» і розрізає ДНК у потрібному місці. Заключна фаза – редагування ДНК: після розрізу клітина може відновити ДНК, але науковці можуть додати або змінити генетичну інформацію, наприклад, для виправлення мутацій.
Синдром Дауна характеризується наявністю третьої копії 21-ї хромосоми. Цей стан трапляється приблизно в 1 із 700 живонароджених дітей, і його відносно легко діагностувати на ранніх стадіях розвитку, проте лікування для таких пацієнтів не існує. Професор Ріотаро Хашізуме з Університету Піттсбурга (штат Пенсильванія, США) разом із колегами використав систему редагування генів CRISPR-Cas9, щоб розщепити третю хромосому в раніше згенерованих клітинах. Експерименти проводили на структурах, отриманих як із плюрипотентних стовбурових клітин, так і з фібробластів шкіри. Техніка здатна ідентифікувати, яка хромосома була дубльована, що необхідно для того, аби клітина не залишилася із двома ідентичними копіями після видалення, а натомість мала по одній від кожного з батьків.
Генетики змогли видалити дублікати хромосом як з індукованих плюрипотентних стовбурових клітин, так і з фібробластів. Автори дослідження показують, що відновлення нормальної кількості хромосом оборотно відновлює як здорову експресію генів, так і клітинні фенотипи. Проте цей підхід ще не готовий для застосування in vivo частково тому, що поточна техніка також може змінити збережені хромосоми. На думку авторів, подібні підходи зрештою можуть бути використані в нейронах і гліальних клітинах, а також стати основою нових медичних втручань для людей із синдромом Дауна.
Джерело: https://academic.oup.com/pnasnexus/article/4/2/pgaf022/8016019?login=false