CRISPR/Cas: генетические ножницы

Коротко: CRISPR/Cas — это инструмент, с помощью которого исследователи могут разрезать и изменять наследственный материал в точно заданном месте. Он проще, быстрее и дешевле прежних методов генной инженерии.

Подробнее: Изначально эта система возникла у бактерий, которые защищаются ею от вирусов. За превращение её в генетические ножницы Эмманюэль Шарпантье и Дженнифер Дудна получили Нобелевскую премию по химии 2020 года.

Подробности

• Природное происхождение: Бактерии сохраняют короткие фрагменты вирусной ДНК в своём геноме, в участках CRISPR, и узнают те же вирусы при новой атаке.
• Направляющая РНК: Короткий фрагмент РНК, соответствующий нужному участку ДНК, приводит фермент точно туда, словно адрес.
• Режущий фермент: Фермент Cas9, самый известный из нескольких ферментов Cas, разрезает в узнанном месте обе цепи ДНК.
• Ремонт силами клетки: Клетка сама восстанавливает разрез; при этом часто возникают небольшие ошибки, выключающие ген, или с помощью предоставленного шаблона целенаправленно встраивается новый участок.
• Исследования: В лаборатории так можно быстро проверить, какую функцию выполняет определённый ген, отключив его и наблюдая за последствиями.
• Медицина: Уже одобрены первые методы лечения, при которых стволовые клетки крови изменяют вне организма, например для лечения серповидноклеточной анемии.
• Сельское хозяйство: В селекции растений CRISPR используют, например, для повышения устойчивости к болезням; правовой статус таких растений обсуждается во многих странах.
• Риски и этика: Генетические ножницы могут резать и в непредусмотренных местах; вмешательства в клетки зародышевой линии, которые передавались бы потомкам, во многих странах запрещены и вызывают острые споры в мире (stammzellen-und-gentechnik-grundlagen, dna-und-rna-unterschiede, bakterien-und-viren-unterschied).