До недавнего времени геномика была наукой «только для чтения», но ученые разработали инструмент для быстрого и легкого удаления ДНК в живых клетках. Это программное обеспечение, опубликованное в PLOS Computational Biology, активизирует усилия по пониманию обширных областей некодирующей ДНК, или «темной материи», в нашей ДНК и может привести к открытию новых генов, вызывающих болезни, и потенциальных новых лекарств.
CRISPR-Cas9 - это революционный метод редактирования геномов, и до недавнего времени большинство исследований с его использованием были направлены на подавление генов, кодирующих белок, наиболее изученной части нашего генома. Однако наш геном на 99% состоит из ДНК, которая не кодирует никаких белков. Часто описываемая как «темная материя» генома, эта «некодирующая ДНК» признана крайне важной для понимания всех аспектов биологии человека, включая болезни и эволюцию.
Лаборатория Джонсона недавно создала инструмент на основе CRISPR-Cas9 под названием «DECKO», который можно использовать для удаления любого желаемого участка некодирующей ДНК. Уникальное преимущество DECKO заключается в том, что в нем используются две отдельные sgRNA, действующие как две «молекулярные ножницы», которые отрезают часть ДНК. Этот подход получил широкое распространение, но поскольку не было программного обеспечения для создания необходимых пар sgRNA, разработка экспериментов по делеции отнимала много времени.
В ответ на это исследователи во главе с Карлосом Пулидо создали программный конвейер под названием CRISPETa, гибкое решение для разработки экспериментов по удалению CRISPR. Пользователь сообщает CRISPETa, какую область он хочет удалить, и программное обеспечение возвращает набор оптимизированных пар sgRNA, которые могут непосредственно использоваться исследователями-экспериментаторами. Одной из ключевых особенностей является то, что он может создавать дизайны в больших масштабах с учетом будущих экспериментов по скринингу.
Исследователи показали, что конструкции CRISPETa эффективно удаляют желаемые мишени в клетках человека. Самое главное, исследователи показали, что в тех областях, которые дают начало молекулам РНК, молекулы РНК также несут делецию..
«В конечном счете, мы ожидаем, что удаление CRISPR и другие инструменты геномной инженерии приведут к революции в нашей способности понять геномную основу болезней, особенно в 99% ДНК, которая не кодирует белки. CRISPR может быть использован в качестве базового исследовательского инструмента в будущем как мощное лекарство для устранения вызывающих заболевание мутаций», - добавляет Рори Джонсон.
CRISPETa предназначен для использования неспециалистами, поэтому он может быть полезен научным исследователям даже из самой скромной экспериментальной лаборатории. Эти пользователи могут, например, удалить предполагаемую функциональную область некодирующей ДНК и проверить результат на клеточную или молекулярную активность. Это программное обеспечение также будет потенциально полезным для групп, стремящихся использовать удаление CRISPR в терапевтических целях, например, путем удаления области некодирующей ДНК, которая, как предполагается, вызывает болезненное состояние.
«Мы надеемся, что этот новый программный инструмент позволит как можно большему количеству исследователей использовать возможности удаления CRISPR в своих исследованиях», - говорит Карлос Пулидо, студент, написавший программное обеспечение CRISPETa.