Биологи из Калифорнийского университета разработали метод детекции мутаций, который позволяет «побуквенно» редактировать геном стволовых клеток и не оставлять при этом следов в их ДНК. Описание новой технологии опубликовано в журнале Nature Methods.
Редактирование генома стало возможным благодаря использованию так называемых TALEN-эндонуклеаз, ферментов, которые вносят разрыв только в строго определенном месте на ДНК. Пытаясь залечить разрыв от действия такой нуклеазы, клетка может использовать в качестве «мастер-копии» гомологичный участок ДНК. Искусственно введя в клетку такой участок с небольшими исправлениями, нуклеотиды генома можно заменить на любые другие.
Сложность этого и подобных (на основе других ферментов) методов редактирования генома заключается в том, что в 99 процентах случаев вместо «исправления» нуклеотидов клетка просто соединяет между собой разорванные участки ДНК, что приводит к поломке гена. Поэтому ученым приходится вместе с точечными изменениями вносить в ДНК большие участки устойчивости к антибиотикам, предназначенные для отбора именно тех клеток, где геном успешно прошел редактуру.
Новый метод позволяет избежать внесения лишних фрагментов в ДНК за счет использования специальных флюоресцирующих зондов. Зонды позволяют отобрать только те стволовые клетки, в ДНК которых внесены нужные изменения. Ученые показали работоспособность новой технологии на человеческих индуцированных стволовых клетках (iPS). Потенциально, с помощью уже известной технологии получения iPS и нового метода их редактуры можно научиться исправлять генетические заболевания, например серповидно-клеточную анемию и наследственную гемофилию — оба заболевания связаны с точечными мутациями в генах, активных в клетках крови.