Ученые обнаружили еще больше генетических ошибок при редактировании генов CRISPR
Ученые из Уппсальского университета обнаружили, что редактирование гена CRISPR-Cas у рыбок данио-рерио вызывает большие структурные изменения в целевых и нецелевых участках (как в предполагаемом месте редактирования, так и в другом месте генома). Нецелевые участки могут быть очень похожи на целевые, что означает, что «генные ножницы» также могут разрезать эти участки и вызывать определенные непреднамеренные мутации. Публикация, которая в настоящее время находится в предпечатном формате и еще не прошла рецензирование, показывает, что возможны серьезные непреднамеренные изменения ДНК.
В ходе исследования ученые изучили геном рыбок данио-рерио после использования CRISPR-Cas. Они обнаружили, что большие структурные изменения (большие вставки и делеции) произошли как в целевой последовательности, так и в так называемых нецелевых участках.
В области медицины, в которой авторы проводили свои исследования, такие большие изменения ранее обнаруживались только в целевом месте (по назначению). Однако было обнаружено, что в растениях происходят большие нецелевые изменения. Бисвас в 2020 году в экспериментах на растениях риса, отредактированных с помощью CRISPR, обнаружили непреднамеренную крупную делецию «далеко ниже целевого» участка — другими словами, вне целевой области.
В эксперименте с рыбками данио-рерио основные структурные изменения в целевых и нецелевых областях были обнаружены как у рыб, развившихся из инъецированных яиц, так и у их потомства.
Полученные результаты весьма актуальны для клинического применения CRISPR-Cas, поскольку такие неожиданные эффекты могут иметь серьезные последствия для пациентов.
В целом, важно, чтобы геном организмов-мишеней был подробно исследован после экспериментов CRISPR / Cas как в целевых участках, так и вне их, чтобы обнаружить непреднамеренные изменения, которые могут повлиять на другие участки генов.
Большинство проверок на непреднамеренные эффекты CRISPR неадекватны
Авторы исследования на рыбках данио-рерио также обращают внимание на неадекватность методов, обычно используемых для скрининга непреднамеренных эффектов у генетически отредактированных организмов — секвенирования с коротким считыванием и / или короткодействующей ПЦР. Они подчеркивают, что необходимо использовать секвенирование с длительным считыванием.
Хотя исследователи действительно использовали ПЦР на больших участках, они предупреждают, что этот метод сам по себе «неспособен уловить большие аберрации генома и сложные геномные перестройки, такие как хромотрипсис и делеции целых хромосом». Они заявляют, что для обнаружения таких событий требуется дополнительный анализ, который изучит весь геном измененного организма.
Они разработали собственный метод скрининга «in vitro» под названием Nano-OTS, который, по их мнению, следует использовать в качестве первого шага в анализе непредвиденных эффектов в сочетании с секвенирование с длительным считыванием и другими методами, чтобы попытаться выявить как можно больше непредвиденных эффектов редактирования генов CRISPR.
Источники:
biorxiv.org/content/10.1101/2021.10.05.463186v1
sciencedirect.com/science/article/pii/S1673852720300916
