Nature (Великобритания): редактирование гена эмбриона человека с помощью метода CRISPR приводит к крупномасштабному беспорядку в хромосомах - «Наука» » «Новости - Сегодня»
Первый из препринтов был опубликован в интернете 5 июня специалистом в области биологии развития Кэти Ниакан (Kathy Niakan) из Института Фрэнсиса Крика в Лондоне и ее коллегами. В своем исследовании ученые использовали CRISPR-Cas9 для создания мутаций в гене POU5F1, который оказывает большое влияние на эмбриональное развитие. Из 18 отредактированных эмбрионов около 22% содержали нежелательные изменения, затрагивающие большие участки ДНК, прилегающие к гену POU5F1. В том числе здесь наблюдалась перестройка участков ДНК и большие делеции нескольких тысяч нуклеотидов ДНК — а это намного больше, чем обычно считается среди ученых, использующих данный подход. Другая группа исследователей, возглавляемая специалистом по стволовым клеткам биологом Дитером Эгли (Dieter Egli) из Колумбийского университета в городе Нью-Йорке, изучала эмбрионы, продуцированные сперматозоидами, которые вызывают мутацию в гене EYS (эта мутация приводит к слепоте). Ученые попытались исправить данную мутацию с помощью CRISPR-Cas9, однако около половины всех протестированных эмбрионов потеряли большие сегменты своей хромосомы (а в некоторых случаях и всю хромосому), на которой расположен ген EYS. И, наконец, третья группа ученых, возглавляемая специалистом в области репродуктивной биологии Шухратом Миталиповым (Shoukhrat Mitalipov) из Орегонского университета здоровья и науки в Портленде, изучала эмбрионы, полученные с использованием сперматозоидов-носителей мутации, которая вызывает заболевание сердца. Ученые из этой команды тоже, судя по всему, убедились в том, что редактирование генома затрагивает большие области хромосомы, содержащие измененный ген. Во всех своих исследованиях ученые использовали эмбрионы только для научных целей, а не для индуцирования беременности. Ведущие авторы этих трех научных исследований, результаты которых отражены в препринтах, отказались подробно обсуждать свою работу с отделом новостей журнала "Nature" до тех пор, пока их статьи не будут опубликованы в рецензируемых журналах. Непредсказуемая репарация Все зафиксированные изменения возникают в результате репарации ДНК, которая проводится с помощью инструментов редактирования генома. CRISPR-Cas9 с помощью небольшой цепи РНК направляет фермент Cas9 к сайту (сайт — термин, применяемый к любой небольшой части генома, — прим. перев.) с аналогичной последовательностью. Затем фермент разрезает в этом сайте обе цепочки ДНК, а системы репарации клеток устраняют этот разрыв. Редактирование происходит как раз во время репарации: чаще всего клетка плотно заделывает этот разрыв с помощью механизма, который способен вставлять или удалять небольшое количество нуклеотидов ДНК; правда, этот механизм работает с ошибками. Если ученые вставляют ДНК-шаблон, то клетка может иногда воспользоваться этой последовательностью для исправления разрыва, что приводит к корректной перезаписи. Однако разрезанная ДНК может также перетасовывать или терять большие фрагменты хромосомы. В предыдущей работе, где технология CRISPR использовалась на эмбрионах мышей и на других видах человеческих клеток, уже было показано, что редактирование хромосом может вызывать значительные нежелательные эффекты. Но, по мнению Урнова, ученым было важно продемонстрировать свои подходы и на человеческих эмбрионах, поскольку разные типы клеток могут по-разному реагировать на редактирование генома. Такая перестройка участков ДНК могла оказаться не замеченной во многих экспериментах, в которых ученые обычно пытаются найти примеры нежелательного редактирования, скажем, изменение одного нуклеотида ДНК, либо небольшие вставки или делеции небольших фрагментов нуклеотидов. Однако в недавно проведенных экспериментах специально исследовались именно крупные делеции и хромосомные перестройки вблизи участка-мишени. «И научное сообщество отнесется к полученным результатам еще серьезнее, чем раньше, — говорит Урнов. — Эти результаты вовсе не являются случайностью». Генетические изменения Команды ученых, которые проводили три описанные выше исследования, по-разному объяснили механизм, лежащий в основе перестроек внутри ДНК. Так, например, исследовательские коллективы Эгли и Ниакана полагают, что б?льшая часть изменений, наблюдавшихся в эмбрионах, объясняются большими делециями и перестройкой участков ДНК. Однако группа Миталипова заявила, что до 40% обнаруженных изменений были вызваны так называемой генной конверсией, при которой в результате процессов репарации ДНК происходит копирование последовательности из одной хромосомы в паре для починки другой. Миталипов и его коллеги сообщали об аналогичных результатах еще в 2017 году, однако некоторые ученые скептически отнеслись к тому факту, что генная конверсия часто встречается у эмбрионов. Ученые заметили следующее: во-первых, во время генной конверсии материнские и отцовские хромосомы располагаются не рядом друг с другом, а во-вторых, анализы, используемые командой исследователей для определения генной конверсии, могли выявить и другие хромосомные изменения, включая делеции. Эгли вместе с коллегами в своем препринте хотели непосредственно экспериментально убедиться в наличии генной конверсии, но не смогли ее обнаружить. Бурджо отмечает, что эксперименты, описываемые в препринте Миталипова, аналогичны тем, которые проводились его исследовательским коллективом в 2017 году. По мнению Джин-Су Ким (Jin-Soo Kim), генетика из Сеульского национального университета и соавтора препринта Миталипова, разрывы ДНК в разных местах хромосомы можно исправить и как-то по-иному — таково, по его мнению, одно из возможных решений вопроса.
Новости дня / Здоровье / Происшествия и криминал / Россия / Чемпионат / Мир / Экономика / Политика / Аналитика / Спорт / Технологии / Власть / Видео / Мнения / Мобильные технологии / Бизнес / ДНР и ЛНР / Латинская Америка / Большой Кавказ / Европа / США / Мероприятия / Военные действия
Новости дня / Мнения / Латинская Америка / Россия / Технологии / Общество / Мобильные технологии / Спорт / Политика
Blare
0
Шеф-корреспондент московского бюро китайской телекомпании Phoenix Лу Юйгуан, пострадавший в результате атаки ВСУ в приграничном Кореневском районе Курской области,...
Сколько новых заводов и фабрик построено в России за первую половину 2025 года? Какими достижениями в сфере науки и техники запомнилось это время? Традиционно последний...
Здоровье / Происшествия и криминал / Екатеринбург / Азербайджан / Скандалы / Мероприятия / Политика
Wood
0
Коротко: ФСБшники жестко задержали выходцев из Азербайджана, владельцев криминального кафе, из Екатеринбурга за старые убийства (другого азербайджанца, к слову) и...
Новости дня / Авто / Происшествия и криминал / Политика / Здоровье
Bradberry
0
Одной из причин выхода из строя автомобильной подвески является низкое качество дорог. Однако существует ещё множество других факторов, способных «приговорить» подвеску,...
Комментарии (0)