Технология редактирования генов CRISPR преподнесла учёным неприятный сюрприз

Революционная технология редактирования генов CRISPR, ставшая прорывом в генетике и открывшая невероятные возможности для учёных, оказалась не такой безобидной, как предполагалось.

Исследователи из Колумбийского университета в Нью-Йорке (США) установили, что технология редактирования генома CRISPR/Cas9 приводит к гораздо большему числу побочных (нецелевых) мутаций, чем считалось ранее.

Напомним, что метод CRISPR помогает высокоизбирательно редактировать гены, делая крошечные изменения в молекуле ДНК. Изменения быстро и достаточно просто вносятся в заданный участок генома любой клетки по "шаблону" определённой нуклеотидной последовательности.

Однако в ходе экспериментов с применением CRISPR/Cas9 выяснилось, что технология не только вносит в геном нужные изменения, но и затрагивает другие его участки, что вызывает нецелевые мутации. По приблизительным оценкам, число таких незапланированных мутаций относительно невелико, однако потенциальные риски от использования технологии после этого открытия возрастают.

Команда американских генетиков провела специальное исследование, чтобы понять, каковы могут быть масштабы нецелевых изменений. Учёные провели секвенирование всего генома двух взрослых мышей, которым они ранее вылечили слепоту при помощи CRISPR/Cas9. Полногеномный анализ учитывал все мутации, вызванные её использованием, в том числе затрагивающие единственные нуклеотиды, уточняют авторы работы.

В результате в геноме каждого грызуны было выявлено 1500 однонуклеотидных мутаций и более 100 делеций (хромосомных перестроек, при которых происходит потеря участка хромосомы). Предыдущие оценки, составленные при помощи компьютерных алгоритмов, выдавали значительно меньшие значения по сравнению с обнаруженными.

Тем временем один из авторов работы Стивен Цан (Stephen Tsang) подчеркнул, что изменение даже одного нуклеотида может иметь серьёзные последствия.

Впрочем, что касается мышей, после экспериментального лечения они были вполне здоровыми, даже несмотря на обнаруженные мутации. Их анатомические и физиологические показатели были в норме, добавляют эксперты.

"Мы всё равно настроены оптимистично по поводу CRISPR. Мы медики, и мы знаем, что любой новый вид терапии имеет потенциальные побочные эффекты, но нам необходимо знать, каковы они," – добавляет соавтор работы Винит Махаджан (Vinit Mahajan).

Всё, что требуется от специалистов сегодня, — это усовершенствовать технологию CRISPR/Cas9, чтобы редактирование генома стало более эффективным и целенаправленным.

Полный текст исследования опубликован в журнале Nature Methods.

Напомним, что технология CRISPR/Cas9 способна на многое: например, уничтожить вирус герпеса, создать устойчивых к туберкулёзу коров, помочь в создании еды будущего и даже спасти от рака.