Японские биологи разработали модифицированный белок AsCas12f и расширили возможность лечить в будущем дистрофию Дюшенна.
Биологи из Токийского университета (Япония) разработали усовершенствованную версию фермента AsCas12f. Это налог фермента Cas9, который используется в технологии редактирования генома через специальный редактор CRISPR/Cas9. Новый фермент может быть эффективно внедрен внутрь аденоассоциированных вирусов, которые используются для доставки генной терапии.
Исследователи изучили свойства белка AsCas12f после его обнаружения в бактериях Acidibacillus sulfuroxidans. В микроорганизме он играет роль защитника от вирусов. AsCas12f состоит всего из 422 аминокислот, что является значительным отличием от Cas9, «дикая» версия которого включает в себя более 1200 аминокислот. Тем не менее, AsCas12f имеет ограниченное взаимодействие с ДНК многоклеточных организмов.
В ходе исследований биологам удалось выявить примерно двести мутаций, которые увеличили активность AsCas12f. Это позволило им создать новую версию фермента, которая в десять раз более активна, чем исходная форма. Новая версия AsCas12f способна эффективно редактировать человеческую ДНК, подобно Cas9, несмотря на значительную разницу в размерах между ними.
Ученые провели проверку новой версии AsCas12f на культурах человеческих клеток и на мышах. Эксперименты показали, что усовершенствованный фермент можно успешно использовать для коррекции мутаций в гене DMD, ответственных за развитие мышечной дистрофии Дюшенна. Кроме того, его можно применять для внесения различных изменений в геном с помощью аденоассоциированных вирусов.
Редактор CRISPR/Cas9 был открыт тремя группами иностранных генетиков в начале 2010-х годов. Две из них получили Нобелевскую премию в 2020-м. С тех пор инструмент претерпел несколько модификаций, позволяющих ученым редактировать геном с практически стопроцентной точностью.
В сравнении с многими другими системами редактирования генома, CRISPR/Cas9 выделяется своей простотой и гибкостью в использовании, что позволяет его применять практически в любых условиях. Однако, ключевой компонент этой системы, белок Cas9, имеет значительные размеры. Это затрудняет его интеграцию внутри вирусов, которые обычно используются для доставки генной терапии в клетки.
Фото: Julia Koblitz / Unsplash.com
