В новой статье, опубликованной в журнале Nature Methods, китайские ученые предложили способ борьбы с раком с помощью системы CRISPR-Cas9. Удалось перепрограммировать злокачественные клетки мышей и уменьшить размер опухолей. 

Жизнедеятельность любого организма подчинена сигнальным путям, сложившимся у него внутри. Определенные молекулы способны включать и выключать гены в различных тканях, контролировать активность белков в них, а также выполнять определенные функции, например бороться с вторгшимися вирусами или бактериями. Ученые шаг за шагом распутывают сложные внутриклеточные схемы, применяя различные технологии. Главная цель — определить связь между поступающим из окружающей среды сигналом и изменением состояния клетки. Это позволит контролировать ДНК и, соответственно, всю клетку.

Для модификации сигнальных схем применяют небольшие специальные молекулы, светочувствительные белки, соединяющиеся с ДНК, и другие методы. Однако все они требуют много времени и больших усилий (для каждого конкретного гена конструируется собственный регулятор). Поэтому биотехнологи ищут относительно быстрый и дешевый способ раскрыть внутренний мир клетки. В идеале это должна быть технология, способная интегрировать информацию, которая содержится во многих не связанных друг с другом молекулах.

Подавление и активация гена с помощью сигнального кондуктора, основанного на системе CRISPR-Cas9

Один из многообещающих способов основан на знаменитой системе CRISPR-Cas9, редактирующей геном, когда в ДНК вносятся точечные изменения. Проблема в том, что область применения этой системы сильно ограничена неспособностью белков Cas9 взаимодействовать с различными сигнальными молекулами. Тем не менее китайским ученым из Шэньчжэньского университета удалось приспособить CRISPR-Cas9 к сигнальным путям.

Присутствие сигнального кондуктора позволяет гену среагировать на внешний стимул, например лекарство

CRISPR-Cas9 — это своеобразная иммунная система бактерии против вирусов. Состоит из ДНК-кассет (собственно CRISPR), образованных повторяющимися участками и разделяющими их уникальными последовательностями — спейсерами. Спейсеры представляют собой «слепки» ДНК вирусов-бактериофагов, которые проникают внутрь бактерий и уничтожают их, если не встречают достойного сопротивления. Если ни один спейсер не соответствует какому-либо фрагменту ДНК вируса, бактерия обречена. В противном случае спейсер нацеливается на определенный ген бактериофага и указывает белку Cas9 (своего рода молекулярным ножницам), где произвести разрез.

Александр Еникеев