Группа исследователей из Института генома Сингапура (GIS) Агентства по науке, технологиям и исследованиям (A * STAR) разработала редактор генов на основе CRISPR, C-to-G Base Editor (CGBE), чтобы исправить мутации, вызывающие генетические нарушения. Их исследование было опубликовано в Nature Communications 2 марта 2021 года.

Каждый семнадцатый человек в мире страдает каким-либо генетическим заболеванием. Скорее всего, вы или кто-то из ваших знакомых – родственник, друг или коллега – один из примерно 450 миллионов пострадавших во всем мире. Мутации, ответственные за эти нарушения, могут быть вызваны множеством мутагенов – от солнечного света до спонтанных ошибок в ваших клетках. Наиболее распространенной мутацией на сегодняшний день является замена на основе одного основания, при которой одно основание в ДНК (например, G) заменяется другим основанием (например, C). Бесчисленное количество пациентов с муковисцидозом во всем мире имеют C вместо G, что приводит к дефектным белкам, вызывающим генетическое заболевание. В другом случае замена А на Т в гемоглобине вызывает серповидно-клеточную анемию.

Чтобы исправить эти замены, команда изобрела редактор генов на основе CRISPR, который точно изменяет дефектный C в геноме на желаемый G. Это изобретение редактора оснований C-to-G (CGBE) открывает варианты лечения примерно 40 процентов одной замены оснований, которые связаны с заболеваниями человека, такие как вышеупомянутые муковисцидоз, сердечно-сосудистых заболеваний, заболеваний опорно-двигательного аппарата, и неврологических расстройств.

Редактор CGBE продвигает широко распространенную технологию CRISPR-Cas9, чтобы сделать возможным молекулярную хирургию на геноме человека. Технология CRISPR-Cas9 обычно используется для нарушения работы генов-мишеней, но она неэффективна, когда требуется точное изменение конкретных последовательностей. Редактор CGBE решает ключевой аспект этой проблемы, обеспечивая эффективные и точные генетические изменения. CGBE состоит из трех частей: 1) модифицированный CRISPR-Cas9 будет точно определять мутантный ген и фокусировать весь редактор на этом гене; 2) дезаминаза (фермент, который удаляет аминогруппу из соединения) затем нацелится на дефектный C и пометит его для замены, и 3), наконец, белок инициирует клеточные механизмы для замены этого дефектного C на G. делает возможным ранее недостижимое прямое преобразование из C в G, исправляя мутацию и, следовательно, вылечивая генетическое заболевание.

Доктор Чу Вей Леонг, старший научный сотрудник GIS, сказал: «Редактор генов CGBE – это новаторское изобретение, которое впервые напрямую преобразует C в G в генах, что потенциально открывает возможности для лечения значительных доля генетических нарушений, связанных с однонуклеотидными мутациями »

«Безопасность пациентов имеет решающее значение», – подчеркнул доктор Чу. «Мы работаем над тем, чтобы наши методы CGBE и CRISPR-Cas были эффективными и безопасными в моделях болезней, прежде чем мы сможем продолжить разработку таких методов для клиники». За свои научные усилия в терапии редактирования генов он был одним из трех молодых исследователей, получивших престижную премию Young Scientist Award (YSA) 2020.

Новые редакторы, такие как CGBE, расширяют растущий набор точных инструментов редактирования генома, которые включают редакторы основ цитидина (CBE), редакторы оснований аденина (ABE), CGBE и основные редакторы. Вместе они обеспечивают точную и эффективную инженерию ДНК для исследований, биологических исследований и коррекции болезней, тем самым открывая новую эру генетической медицины »

.

Профессор Патрик Тан, исполнительный директор GIS