Вчені-генетики придумали, як вбудовувати в днк клітин захист від генних модифікацій

Відео: Сенсаційні Заяви Вчених. Хвильова Генетика ДНК людини

Американськими і канадськими біологами була відкрита незвичайна група білків, які використовують віруси для захисту від так званого клітинного «антивіруса». Ці білки можуть бути використані для захисту не тільки клітин, але і цілих організмів від зміни їх ДНК.

За словами Алана Девідсона з університету Торонто, вчені не робили спроби знайти захист від CRISPR. Замість цього вони спробували зрозуміти, яким чином віруси-фаги вбудовуються в геноми бактерій. В результаті досліджень біологам вдалося виявити щось, що може мати величезне значення в майбутньому, при розвитку біотехнологій. Такий «блокіратор» CRISPR дасть можливість ученим управляти тим, коли, де і яким чином редагувати ДНК.

Відео: Унікальний експеримент білоруських учених: генетики створили клон 800-річного Цар-дуба

Нагадаємо, редактор генома CRISPR / Cas9 названий основним науковим проривом 2015 року. Створили його кілька років тому американський учений Фен Чжан і група молекулярних біологів. З моменту своєї появи цей редактор був кілька разів модернізований, завдяки чому його зі стовідсотковою точністю можна застосовувати для редагування генома.

Якщо говорити об`єктивно, то редактор CRISPR / Cas9, як і багато інших речей, був винайдений не людиною, а природою. Подібна система сотні мільйонів років тому розвивалася всередині бактерій і використовувалася для захисту від ретровірусів, і тільки в 2012 році вчений Чжан разом з колегами спробував пристосувати її до редагування генома багатоклітинних організмів. Даний геномної редактор складається з декількох компонентів - ферменту Cas9, який має певні послідовності в ДНК організму і може видаляти їх в разі потреби, і безпосередньо зразків генетичного коду вірусів CRISPR.

Відео: Спорідненість африканців з євреями довели генетики

Алану Девідсону і його колегам вдалося виявити, що віруси створили своєрідний відповідь на редактор CRISPR / Cas9. Це набір, який складається з трьох білків, чіпляються за різні частини ферменту Cas9 і нейтралізують його до того моменту, коли він вирізає з генома мікроба ДНК вірусу.

За словами Девідсона, дані білки були відкриті випадковим чином. Вчені проводили спостереження за тим, як в клітини менінгококів (збудники менінгіту, які активно використовують для захисту від вірусів CRISPR / Cas9) проникають різні версії вірусів-бактеріофагів.

Як виявилося, в складі деяких бактеріофагів є три білка, які рані не були відомі вченим - acrIIC1, acrIIC2 і acrIIC3. Після проведення подальших досліджень було встановлено, що ці білки здатні приєднуватися до молекул білка Cas9, тим самим нейтралізуючи їх і не даючи можливості розпізнати вірусну РНК або ДНК і знищити їх.

Після того, як вчені виділили ті гени, які відповідають за виробництво даних білків і помістили їх в клітини людського організму, ДНК цих клітин виявилися захищеними - подальші спроби змінити генетичний код за допомогою CRISPR / Cas9 блокувалися білками бактеріофагів.

Дане відкриття представляє великий інтерес для вчених, оскільки воно дає можливість ученим управляти процесом редагування генома за допомогою редактора CRISPR / Cas9. У свою чергу, це дасть можливість створювати нові, безпечні методи генної терапії для лікування вроджених захворювань, проводити чисті генетично модифіковані організми з точки зору генетики, а також реалізувати безліч інших речей, які раніше просто неможливо було зробити в силу незнання вченими, яким чином управляти роботою даного геномного редактора.

Крім цього, з точки зору еволюції виявлення «антіредактора» ДНК дозволяє пояснити ще одну загадку - чому в разі такої високої ефективності системи CRISPR / Cas9 віруси не вимерли? Як було встановлено, віруси створили свій біологічний «антивірус» у вигляді молекул, що пригнічують його роботу.