За последние несколько лет учёные адаптировали систему CRISPR, изначально использовавшуюся бактериями и археями для защиты от фагов, к самым разным задачам: с её помощью создают новые сорта сельскохозяйственных культур, совершенствуют технологии животноводства, лечат редкие генетические заболевания, скоро, видимо, будут лечить ВИЧ, а если повезёт — даже возродят мамонта. Теперь же исследователи обнаружили новый класс программируемых систем модификации ДНК, которые назвали OMEGA.
Эти древние разрезающие ДНК ферменты направляются к своим целям с помощью РНК, как и CRISPR-ассоциированные белковые продукты. При этом, по словам исследователей, такие системы управляемых РНК ферментов (эндонуклеаз) оказались чрезвычайно распространённым явлением, а прославленная CRISPR-Cas9 — лишь частным их случаем. Это открытие вводит нас в новую огромную область биологии и, вероятно, ведёт к очередной революции в технологии редактирования генома.
Напомним, что CRISPR-Cas9 — природная система, с помощью которой бактерии и археи защищаются от инфекций. Она умеет встраивать в себя часть вирусного генома и потом, используя эту часть как образец, очень точно вырезать вирусные участки из бактериальной ДНК, предотвращая таким образом репликацию в клетке бактерии вирусных частиц. При этом системе CRISPR-Cas9 можно «скормить», практически любой отрезок генетической информации, запрограммировав таким образом «геномные ножницы» на вырезание конкретной части генома.
Предполагалось, что эволюционно CRISPR-Cas9 происходит от транспозонов. Авторы новой работы, группа исследователей во главе с профессором MIT Фэном Чжаном (Feng Zhang), проводили эволюционный анализ, реконструируя эволюцию CRISPR-Cas9 из транспозонов IS200/IS605, и обнаружили, что белки IscB, подобно CRISPR-Cas9, используют некодирующую РНК для управляемого разрезания двухцепочечной ДНК и, таким образом, могут использоваться для программируемого редактирования генома. Схожий механизм учёные продемонстрировали также для другого белка — TnpB. Открытое множество «геномных ножниц» исследователи, как уже говорилось, назвали системами OMEGA. И, видимо, теперь нас ждёт множество исследований и разработок новых способов программируемого редактирования генетической информации. Также исследовательская группа Чжана намерена исследовать эволюционные истоки РНК-управляемых систем вообще, чтобы приблизиться к пониманию основ этого механизма.
Источник: