У Клініці Майо (Рочестер, США) розроблено метод, що дозволяє за бажанням дослідника вмикати і вимикати будь-який ген в живому організмі.
Існуючі способи управління геномом побудовані за однією схемою, що серйозно обмежує їх застосування: мова йде про придушення активності гена.
Найпростіше це зробити, розрізавши ДНК з цим геном за допомогою ферменту так, щоб навіть після ремонту ген не міг функціонувати. Для цього використовують нуклеази з так званими цинковими пальцями - структурними елементами, які мають специфічність до тих чи інших нуклеотидних послідовностей.
Але набір таких «цинкових пальців» обмежений, тобто далеко не всякий фрагмент в ДНК можна з їх допомогою виявити. Альтернативою служать морфолінові олігонуклеотиди. Це короткі синтетичні нуклеотидні ланцюжки з абсолютно будь-якою специфічністю, яку тільки можна побажати. Приєднуючись до клітинної ДНК, вони блокують активність того чи іншого гена. Мінус такого підходу в тимчасовій дії: рано чи пізно блокада з гена буде знята сама по собі.
У статті, опублікованій в журналі Nature, автори описують третій спосіб, заснований на використанні ферментів-нуклеаз TALEN (Transcription Activator-Like Effector Nuclease). Це гібридні білки, частина яких взята у бактерій. Бактеріальний фрагмент пов'язується з невеликими фрагментами ДНК; завдяки надзвичайній мінливості його можна пристосувати для розпізнавання чи не будь-якої ДНК-послідовності. Інший шматок молекули TALEN - це власне нуклеаза, яка робить розрізи в ДНК.
Досі TALEN використовувалися в клітинних культурах. Тепер же дослідники зуміли адаптувати цей метод до цілих організмів. У геном смугастого даніо (Danio rerio) був вставлений генетичний регулятор, який дозволяв включати або вимикати конкретний ген. Тобто за допомогою специфічної нуклеази TALEN був зроблений розріз поблизу цікавого вчених гена. Потім у розріз за допомогою інших ферментів вставили цю регуляторну нуклеотидну послідовність.
Після чого залишалося лише натискати на важіль, тобто додавати речовини, які вмикали або вимикали регулятор. Слід підкреслити, що, по-перше, використання TALEN дозволяє ввести регуляторну послідовність «під бік» до будь-якого гену, а по-друге, цю маніпуляцію, як показали автори, можна проводити з цілим організмом, а не тільки з культурою клітин.
Перспективи нового способу (або нової модифікації старого, якщо завгодно) важко переоцінити. Наприклад, важливо знати, чт робить той чи інший ген протягом усього життя, чи змінюється його функція, чи продовжує він працювати і т. д. Досі з'ясувати це було неймовірно важко: вчені могли вимкнути якийсь ген ще на стадії ембріона, але включити його назад вже у дорослого організму не виходило. Якщо мутація виявлялася критичною, ембріон помирав, після чого робили висновок про те, що ген надзвичайно важливий на ембріональній стадії, а ось що з ним відбувається далі, це ніхто не знав.
І ось тепер з'явився шанс досконально дізнатися вікові, так би мовити, особливості роботи генів. І це не кажучи про те, що за допомогою описаного методу теоретично можна «включати» або «вимикати» гени, неправильна активність яких лежить в основі важких спадкових (і не тільки спадкових) хвороб.
compulenta.ru