Группа исследователей из Института Эли и Эдит Л. Броуд при Массачусетском технологическом институте и Гарварде обнаружила первую «встроенную» систему редактирования, управляемую РНК, у эукариот — организмов, включающих грибы, растения и животных, сообщает Институт Броуда. Подробно система описана в журнале Nature.
CRISPR-Cas — «молекулярные ножницы» — технология редактирования генома, которая впервые была обнаружена у прокариот (бактерий и других одноклеточных организмов, у которых нет ядра), но не была замечена у эукариот. Новое исследование показывает, что механизмы разрезания ДНК, управляемые РНК, присутствуют во всех царствах жизни.
У эукариот, как показало новое исследование, за это отвечают белки Fanzor — ферменты эндонуклеаз, разрезающих ДНК. Эти белки используют РНК, чтобы точно нацелиться на определенный участок генома. Fanzor можно перепрограммировать для редактирования генома клеток человека. По сравнению с CRISPR-Cas, компактные системы Fanzor легче доставить в клетки и ткани, чтобы внести точные изменения.
В отличие от белков CRISPR, ферменты Fanzor закодированы в эукариотическом геноме в мобильных элементах, и филогенетический анализ группы предполагает, что гены Fanzor мигрировали от бактерий к эукариотам посредством так называемого горизонтального переноса генов.
На фото показана структура белка Fanzor (серый, желтый, голубой и розовый цвета) в комплексе с РНК (фиолетовый) и его ДНК-мишенью (красный). Нецелевая цепь ДНК выделена синим цветом.
[Фото: COURTESY OF THE ZHANG LAB, BROAD INSTITUTE OF MIT AND HARVARD/MCGOVERN INSTITUTE FOR BRAIN RESEARCH AT MIT.]