CRISPR в деле: процесс редактирования гена впервые засняли на видео

Система CRISPR основана на молекулярном противовирусном механизме. Её ключевым компонентом является фермент Cas9.

Система CRISPR основана на молекулярном противовирусном механизме. Её ключевым компонентом является фермент Cas9.
Иллюстрация lisichik/pixabay.com.

Может ли невнятное зернистое 10-секундное видео вызвать восторг и заставить затаить дыхание? Да, если на нём показан процесс редактирования генов.

Визуализация работы революционной технологии редактирования генов CRISPR – это заслуга исследователей из Токийского университета и университета Канадзавы. Они опубликовали видео, на котором показана система CRISPR-Cas9, "жующая" отрезок ДНК в режиме реального времени.

По словам учёных, работа "молекулярных ножниц" проходит именно так, как они и предполагали (хотя раньше сам процесс никто не видел).

Жёлтая капля – фермент Cas9, коричневые нити – ДНК.

Напомним, что система CRISPR основана на молекулярном противовирусном механизме, подсмотренном у бактерий. Её ключевым компонентом является позаимствованный у одноклеточных фермент Cas9. Им управляет короткий фрагмент генетического кода – РНК-гид. Он указывает на нужный участок ДНК, и цепочка разрезается в этом месте.

Благодаря этому методу исследователи могут модифицировать геном любого организма – растения, животного и человека, в том числе человеческого эмбриона.

Учёным понятно, как работает механизм, но до сих пор оставалось тайной, что конкретно происходит в месте надреза. Лишь благодаря современным высокоточным методам визуализации специалисты смогли увидеть сами и показать другим этот процесс.

Для этого учёные использовали высокоскоростную атомно-силовую микроскопию. Поясним, что сканирующий атомно-силовой микроскоп имеет микромеханический зонд, который называется кантилевер. Заострённый конец этого зонда постоянно опускается по направлению к поверхности, а затем отклоняется от неё.

Лазер обнаруживает небольшие изменения прогибов кантилевера при таких движениях. Эти изменения фиксируются, а затем по ним создаётся изображение того, что просканировал зонд.

Таким способом японские исследователи получили первое в мире видео работы механизма CRISPR. Более подробно о своей работе они рассказали в статье, которая была опубликована в журнале Nature Communications.