Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Учёные заполучили более точные молекулярные ножницы для редактирования генома
(фото Val Altounian/SCIENCE).

Система CRISPR позволяет с помощью наводящих РНК и ферментов-ножниц с высокой точностью вносить изменения в ДНК любых организмов

Учёные заполучили более точные молекулярные ножницы для редактирования генома

Ключевые слова:  CRISPR, Science, ДНК, Исследования

Опубликовал(а):  Доронин Федор Александрович

29 сентября 2015

В 2013 году статья молодого биолога Фэна Чжана (Feng Zhang) и его коллег в журнале Science произвела настоящую революцию в мире генной инженерии. Опираясь на опыт предыдущих исследований, учёные предложили простой и эффективный способ редактирования ДНК любых живых организмов от дрожжей и сельскохозяйственных культур до человека с использованием молекулярного механизма, подсмотренного у одноклеточных.

Система, получившая название CRISPR ("сгруппированные регуляторные разделенные промежутками короткие палиндромные повторы"), появилась в результате противостояния бактерий и их главных врагов – вирусов бактериофагов. С её помощью подвергшиеся нападению клетки по короткому фрагменту ДНК узнают штаммы инфекционных агентов, с которыми уже встречались их предки. Направляющие РНК подводят к распознанному участку генетического кода вируса фермент-ножницы, который уничтожают врага, разрезая цепочку.

Эти комплексы оказались чрезвычайно сложны, но исследователи научились управлять системами, использующими в качестве ножниц белок Cas9, чтобы вырезать генетические ошибки, изменять или добавлять фрагменты ДНК в самых разных клетках. Правда, при помощи существующего метода довольно сложно вставить в геном новый участок. Поэтому молекулярные биологи не остановились на достигнутом и сразу начали искать возможность улучшить точность инструмента. И, похоже, Чжан, которому работа с CRISPR/Cas9 уже принесла должность профессора и собственную лабораторию в Массачусетском технологическом институте, снова выиграл гонку.

Его команда перебрала сотни ферментов, которые потенциально можно использовать в качестве молекулярного скальпеля. Внимание учёных привлёк белок Cpf1, который используют некоторые бактерии с CRISPR. Оценив эффективность ферментов Cpf1, выделенных из 16 разных видов одноклеточных, группа обнаружила, что два из них могут быть использованы в клетках человека.

Как сообщается в статье, опубликованной в журнале Cell, главное преимущество Cpf1 по сравнению с Cas9 – меньший размер, что облегчает перенос молекулы в зрелые клетки. Кроме того, новому ферменту требуется только одна наводящая РНК, в то время как Cas9 помогают две молекулы. Такие системы будет гораздо проще и дешевле в изготовлении, при этом точность вносимых изменений окажется выше, сообщают Чжан и коллеги.

Способ разрезания ДНК у двух белков оказался разным. Cas9 режет обе нитки ДНК в одном и том же месте, оставляя так называемые "тупые концы". Cpf1 создаёт в месте разреза "липкие концы", когда одна нить обрезана чуть короче другой. В первом случае работать с молекулой ДНК труднее, потому что новый фрагмент кода может случайным образом прикрепиться не к той нити. "Липкие концы" отличаются друг от друга, что позволяет точно прикреплять вставку в нужном месте.

"Ещё слишком рано говорить, превзойдёт ли в популярности новый белок Cas9, – рассказывает Чжан в пресс-релизе. – Но уже сейчас видно, что он имеет ряд важных преимуществ".

Система CRISPR/Cas9 всего за три года получила такое распространение, что вызвала ожесточённую патентную войну между научными центрами. Чжан обещает, что его лаборатория сделает новые компоненты доступными для академических исследований, как это было с их предыдущими разработками.

Кстати, коллеги и конкуренты учёного не собираются останавливать собственные поиски новых элементов системы редактирования генов. Они говорят, что в области генной инженерии никогда не знаешь точно, какие инструменты окажутся лучше в будущем.


Источник: Вести. Наука



Комментарии
Палии Наталия Алексеевна, 29 сентября 2015 14:49 
Статью Cong, L., Ran, F. A., Cox, D., Lin, S., Barretto, R., Habib, N., ... & Zhang, F. (2013). Multiplex genome engineering using CRISPR/Cas systems. Science, 339(6121), 819-823. можно прочитать на Researchgate
Палии Наталия Алексеевна, 29 сентября 2015 15:01 
Из Пресс-релиза на сайте Broad Institute "An open approach to empower research

Zhang, Broad Institute, and MIT plan to share the Cpf1 system widely. As with earlier Cas9 tools, these groups will make this technology freely available for academic research via the Zhang lab’s page on the plasmid-sharing-website Addgene, through which the Zhang lab has already shared Cas9 reagents more than 23,000 times to researchers worldwide to accelerate research. The Zhang lab also offers free online tools and resources for researchers through its website, http://www.g...eering.org.

...For additional information about the CRISPR system, visit the Broad CRISPR spotlight page to find a CRISPR timeline, a bio of Feng Zhang, a detailed Q&A and more. "

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Взрыв сверхновой
Взрыв сверхновой

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.