Исследователи Гарвардского университета представили революционный инструмент под названием Непрерывное Редактирование с Помощью Геликозы (HACE), который обещает изменить терапевтические открытия и геномные исследования. Эта инновация позволяет быстро вносить мутации в конкретные гены, сохраняя при этом целостность остальной части генома, что является значительным достижением с учетом сложности человеческой ДНК, состоящей примерно из 3 миллиардов пар оснований.
HACE позволяет точно нацеливаться на конкретные участки генома, как объясняет ведущий исследователь Си Даун Чен, студент синтетической биологии. "Инструменты, подобные этому, значительно улучшают нашу способность работать с эволюцией прямо внутри человеческих клеток," заявила Чен. Этот метод открывает новые пути для создания ферментов и терапий, которые ранее были трудными для разработки.
В отличие от традиционных методов мутагенеза, которые изменяют несколько генов или вставляют дополнительные копии, HACE действует как точный адрес для конкретных геномных мест. Процесс включает в себя сочетание геликозы, фермента, который разворачивает ДНК, с ферментом редактирования генов, используя технологию CRISPR-Cas9 для направления этого комплекса к нужному гену. Геликоза разворачивает ДНК и вводит мутации в целевую область.
Демонстрируя свой потенциал, исследователи идентифицировали мутации, связанные с резистентностью к лекарствам в гене MEK1, который часто является причиной неудач в лечении рака. HACE упростил секвенирование мутированных генов MEK1, выявив уникальные мутации, связанные с резистентностью к таким препаратам, как траметиниб и селуметиниб.
Кроме того, команда исследовала мутации в гене SF3B1, который играет важную роль в сплайсинге РНК. HACE помог прояснить, какие мутации способствуют дефектам сплайсинга, частой проблеме при раке крови. Сотрудничая с другими лабораториями, они использовали HACE для изучения того, как изменения в регуляторных областях ДНК влияют на производство белков в иммунных клетках, которые являются важными целями для раковых терапий.
По словам Брэдли Бернстайна, потенциал HACE выходит за рамки текущих приложений. Он отметил, что этот инструмент может позволить обширные редактирования регуляторных последовательностей генов, особенно в сочетании с глубоким обучением для анализа. Это может привести к новым терапевтическим вариантам, точно редактируя эти последовательности для улучшения активности генов и снижения воздействия заболеваний.
Это исследование получило финансирование от Национальных институтов здоровья, Broad Institute и Гарвардского института стволовых клеток.