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

 

Северный олень
Северный олень

4 февраля объявили лауреатов V Всероссийской премии «За верность науке»
4 февраля в здании Минобрнауки РФ состоялась торжественное награждение лауреатов V Всероссийской премии «За верность науке». 11 научно-просветительских проектов были отмечены престижной наградой.

Всероссийский съезд учителей и преподавателей химии
5 февраля в Московском университете в Шуваловском корпусе МГУ состоится Всероссийский съезд учителей и преподавателей химии, посвященный Международному году Периодической таблицы химических элементов, начало - 10 часов.

Самые необычные таблицы Менделеева на выставке Международного года Периодической таблицы химических элементов

6-8 февраля в Российской академии наук состоялось торжественное открытие Международного года периодической таблицы химических элементов в России и приуроченная к этому масштабная интерактивная выставка

Почувствовать живое...
Е.А.Гудилин, А.А.Семенова, Н.А.Браже
Неразрушающее исследование живых клеток и клеточных структур является в настоящее время важным направлением научных изысканий, которые во многих зарубежных и российских научных группах направлены на достижение вполне прагматической цели – разработку новых принципов биомедицинской диагностики и эффективных подходов в нарождающейся персональной медицине.

Российская газета: Перевернуть пирамиду. Президент РАН: как повысить наши шансы на Нобеля
Юрий Медведев
Почему Россия по числу Нобелей отстает от ведущих стран мира, уступая, например, даже маленькой Швейцарии? Замалчиваются ли достижения отечественных ученых? Почему без привлечения в науку российского бизнеса мы не сможем успешно конкурировать в борьбе за престижную научную премию? Об этом корреспондент "РГ" беседует с президентом РАН Александром Сергеевым, который побывал в Стокгольме на вручении Нобелевских премий и поделился своими впечатлениями.

Инновационные системы: достижения и проблемы
Олег Фиговский, Валерий Гумаров

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.