С помощью редактора генов CRISPR-Cas ученые смогут улучшать сорта растений и породы животных для сельского хозяйства, а также лечить врожденные генетические заболевания у людей, рассказал директор Центра геномного редактирования МГУ, доктор химических наук Петр Сергиев.

«Геном редактировали и раньше. Только инструменты для этого создавать было сложно, долго, а результат получался часто не такой, как хотелось», — рассказал ученый.

Метод редактирования генома CRISPR-Cas, который можно расшифровать как «регулярно сгруппированные короткие палиндромные повторы», основан на способности белка Cas вносить направленные разрывы в обе цепочки молекулы ДНК и таким образом изменять геном.

По сути, это просто небольшие участки ДНК вирусов-бактериофагов, встроенные в геном бактерий. Эти последовательности нужны для работы бактериальной иммунной системы. Если бактерия выживает после заражения бактериофагом, она с помощью белковых ферментов Cas вырезает кусок из его ДНК и встраивает в свой геном, чтобы распознавать впоследствии. Далее геном бактерий наследует эту библиотеку «врагов».

Молекула ДНК воспринимает разрыв обеих цепочек как серьезную поломку и стремится ее починить. Плавающие в клетке ферменты-экзонуклеазы немедленно удаляют несколько нуклеотидов с обоих концов разрыва. Этого достаточно, чтобы сломать, или, как говорят генетики, «выключить» ген.

Если нужна направленная мутация, то в комплекс к двум РНК генетики вносят еще одну матрицу в виде ДНК, которая состоит из последовательностей, идентичных краям будущего разрыва, а также содержит участок, который предстоит вставить.

После того как Cas9 разрезал молекулу ДНК, ее концы соединяются, вставляя нужный генетикам набор нуклеотидов.

После рождения генетически модифицированного мышонка, мутацию или выключенный ген обнаруживают в более чем половине случаев. Обратная процедура — вставка последовательности в геном — удается не более чем в 10 процентах опытов.

Вместе с тем, при редактировании возникают разные любопытные эффекты. Например, рождаются мозаичные мышки, или химеры, у которых есть клетки с разными вариациями материнского и отцовского генома, сообщает «РИА Новости».