CRISPR всемогущий: генетики установили рекорд

С момента своего изобретения CRISPR позволяет ученым вносить изменения в ДНК в определенных местах генома. Зачастую эти точечные изменения вносятся по очереди. Во всяком случае так было раньше — но группа ученых из Гарвардского университета заявила, что, используя эту технику, внесла 13 200 генетических изменений в одну клетку. Это рекорд для технологии редактирования генов.

Сколько изменений можно внести с помощью CRISPR? Группа ученых под руководством генного технолога Джорджа Черча хочет переписывать геномы в гораздо большем масштабе, чем это было возможно до настоящего времени — что, по ее словам, может в конечном итоге привести к «радикальному изменению» вида, даже человеческого.
То есть ученые прямым текстом говорят, что технологии редактирования генов изменят человеческий вид. В лучшую или в худшую сторону? Узнаем ли мы себя?
Редактировать гены в таких масштабах уже пытались ранее. В 2017 году австралийская группа ученых под руководством Пола Томаса «вырезала» Y-хромосому у мышей с помощью редактирования генов и фактически уничтожила ее. Сегодня эта стратегия рассматривается как потенциальное лечение синдрома Дауна, генетического расстройства, вызванного лишней хромосомой.
Чтобы установить новый рекорд в области редактирования генов, члены команды Оскар Кастанон и Кори Смит нацелили CRISPR на тип последовательности ДНК под названием LINE-1, загадочный повторяющийся элемент, которым «замусорен» геном человека. Эти генетические элементы, способные копировать сами себя, по оценкам, составляют около 17% нашего генома.
Поскольку CRISPR разрезает двойную спираль, внесение большого количества одномоментно попросту убьет клетку. В прошлом эта опасность ограничивала попытки крупномасштабного редактирования. Джефф Фолкнер из Университета Квинсленда в Австралии говорит, что в 2016 году пытался выбить элементы LINE из 500 эмбрионов мыши в надежде увидеть, повлияет ли это на поведение грызуна. Но ни одна мышь не выжила, чтобы оставить потомство.
Чтобы избежать эту проблему, гарвардская команда адаптировала вариант CRISPR, называемый базовым редактором, чтобы он не разрезал ДНК, а заменял одну генетическую букву другой — скажем, превращал C в T.
Согласно статье, опубликованной в марте на сайте препринтов BioRxiv, команда смогла внести более 13 000 изменений сразу в некоторые клетки, не разрушая их.
«Они нашли способ провести эксперимент, не вызывая значительной нестабильности во всем геноме», говорит Фолкнер.
Впрочем, не все ученые согласны с тем, что крупномасштабное редактирование генома приведет к таким уж радикальным изменениям нашего вида. Гаэтан Бурджио из Австралийского национального университета назвал идею «преувеличенной».
Сам же Черч видит в крупномасштабном редактировании способ очистки генома путем удаления содержащегося в нем генетического мусора. В 2015 году, например, в его лаборатории уничтожили все 62 копии ретровируса, который скрывается в геномах свиней. Такие вирусы могут реактивироваться, поэтому удаление их у свиней будет важным шагом к трансплантации органов от свиней к людям.
По словам Черча, его конечной целью является создание запасов человеческих органов или тканей с пересмотренными геномами, которые будут невосприимчивы к любым вирусам. Он полагает, что этот процесс — перекодирование — будет включать около 9811 точечных генетических модификаций.