Новый инструмент быстрого анализа вправок CRISPR выявляет частые непреднамеренные изменения
Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Nature, новый инструмент по быстрому скринингу правок CRISPR выявил частые непреднамеренные правки.
«Мы разработали новый инструмент по быстрому мониторингу всех изменений, совершенных CRISPR, и он показывает, что в месте работы CRISPR может быть гораздо больше непреднамеренных изменений в ДНК, чем предполагалось ранее», сказал Эрик Кмиек, доктор философии, директор Института редактирования генов ChristianaCare и руководитель исследования.
В исследовании описан новый инструмент с использованием экстрактов из клеток человека, который может имитировать процесс редактирования генов, как это происходит в живых клетках. Сила этой новой системы анализа заключается в том, что в реакциях компоненты редактирования и репарации ДНК можно тщательно контролировать, а результаты анализировать непредвзято. Всего за 48 часов эта новая система анализа может обнаружить «множественные результаты CRISPR-направленного редактирования генов», процесс, который обычно требовал до двух месяцев сложного и дорогостоящего анализа ДНК. Кроме того, использование этой «бесклеточной» системы анализа позволяет идентифицировать результаты редактирования генов, которые в противном случае были бы пропущены с использованием более стандартных подходов.
Кмиек предупредил, что непреднамеренные изменения, выявленные в их работе, включали «тонкие мутации» в ДНК вокруг непосредственного участка генома, предназначенного для изменения. По его словам это сильно отличается от горячо обсуждаемой озабоченности по поводу риска того, что CRISPR вызовет мутации «вне цели», дрейфуя далеко от предполагаемого участка и делая случайные разрезы по всему геному.
«Важно отметить, что во всех случаях мы все еще наблюдали, как CRISPR достигал фантастического уровня успешного ремонта, который был бы невообразим даже пять лет назад», сказал первый из перечисленных авторов Бретт Сансбери. «Но мы увидели много других изменений в ДНК рядом с местом ремонта, которые необходимо лучше понять, чтобы при решении одной проблемы мы не создавали другую».
Непреднамеренные эффекты
Мы на «ГМО обзор» часто предупреждали, что инструменты редактирования генов, такие как CRISPR, склонны не только к нецелевым эффектам (непреднамеренные эффекты в участках, отличных от предполагаемого участка отредактированного генома), но также и к непреднамеренным эффектам в целевых участках редактирования генов.
Другим важным моментом является то, что эти методы предполагают использование тех же процессов, которые используются для получения трансгенных ГМО более старого типа, например:
подготовка растительных протопластов (клетки, у которых были удалены их стенки);
тканей культуры;
векторизация молекул, чтобы они достигли ядра клетки-мишени.
Все это стрессовые процессы для растений и вызывают мутации (повреждение ДНК) в их геномах. Поэтому независимо от того, насколько «точным» может стать инструмент редактирования генов в будущем, многие мутации и другие непреднамеренные эффекты все равно неизбежно возникнут в результате связанных с ними процессов.
Любой, кто верит, что новый аналитический инструмент решит эти проблемы, должен сказать себе, что как бы ученые хорошо ни научились обнаруживать нежелательные эффекты после использования инструментов редактирования генов, они никогда не смогут их предотвратить.
Исследование:
Сансбари Б.М. и др. «Понимание разнообразия генетических результатов CRISPR-Cas приводит к гомологически направленной репарации». Журнал Communications Biology, № 2, номер статьи 458, 2019 год.
nature.com/articles/s42003-019-0705-y
