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

 

Нанотрубка WS2, покрытая частицами золота
Нанотрубка WS2, покрытая частицами золота

Наносистемы: физика, химия, математика (2024, Т. 15, № 2)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume15/15-2
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2024, Т. 15, № 1)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume15/15-1
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 5)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-5
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2024 году
коллектив авторов
29 – 31 мая пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2023 году
коллектив авторов
30 мая - 01 июня пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.



 
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.