Новый инструмент CHyMErA, созданный исследователями из Университета Торонто, позволяет редактировать сразу несколько фрагментов генома.
О своей разработке авторы рассказали в журнале Nature Biotechnology.
Метод редактирования ДНК CRISPR/Cas произвел революцию в изучении генома, позволив точно удалить любой человеческий ген и выяснить его функцию. Хотя такой инструмент не всегда «попадал» точно в цель, он был очень полезен для генетических исследований и позволил сделать множество открытий в это области. Однако с помощью CRISPR по-прежнему нельзя одновременно редактировать несколько участков генома. А между тем, такая особенность позволила бы пролить свет на совместное действие нескольких последовательностей и их регулирование при возникновении патологического состояния.
Теперь такой инструмент удалось создать исследователям из Университета Торонто. Он получил название CHyMErA (Cas Hybrid for Multiplexed Editing and Screening Applications). Его работа похожа на CRISPR, но новый инструмент использует сразу два фермента для редактирования — Cas9 и Cas12a. Cas12a — это фермент, который может быть использован для получения нескольких молекул направляющей РНК в одной и той же клетке. Именно это его свойство и позволяет редактировать сразу несколько фрагментов ДНК.
20 интересных фактов о человеческом теле — в нашей галерее:
Когда человек голоден, еда кажется вкуснее. Это происходит из-за ослабления интенсивности поступающих в головной мозг сигналов, информирующих о неприятном вкусе пищи.
Источник: Unsplash.com/CC0
В верхних и нижних конечностях эмбрионов присутствуют мышцы, которые исчезли у наших предков 250 миллионов лет назад. К 13-ой неделе развития плода большая часть таких мышц исчезает.
Источник: Depositphotos.com
Тело взрослого человека, в среднем, состоит из 7 000 000 000 000 000 000 000 000 000 (семи октиллионов) атомов.
Источник: Depositphotos.com
Мозг получает сигналы о болевых ощущениях в теле, но сам не чувствует боль: в нем нет болевых рецепторов.
Источник: Depositphotos.com
У человека, помимо основных чувств, есть еще метачувство: ощущение расположения частей тела относительно друг друга. Благодаря этому мы можем с закрытыми глазами безошибочно дотронуться пальцем до кончика носа.
Источник: Depositphotos.com
После остановки сердца мозг человека работает около шести минут. Затем, из-за нехватки кислорода, начинаются необратимые процессы.
Источник: Depositphotos.com
В теле взрослого человека циркулирует 5 литров крови. В день кровь протекает по сосудам расстояние, равное 19 000 км.
Источник: Depositphotos.com
Желудок переварил бы сам себя, если бы его слизистая оболочка не обновлялась каждые 3-4 дня.
Источник: Depositphotos.com
К 60 годам храпят 60% мужчин и 40% женщин. Средняя громкость храпа — 60 децибел, а верхняя граница безопасной громкости для человека — 85 децибел.
Источник: Depositphotos.com
За жизнь человек полностью обновит клетки кожи всего тела 900 раз.
Источник: Depositphotos.com
В первые недели жизни ребенок не воспринимает мир красочным: он видит все в черно-белых оттенках. Острота его зрения составляет лишь 5%, и он различает лица лишь на расстоянии до 30 сантиметров.
Источник: Depositphotos.com
После пятидесятилетнего возраста количество вкусовых сосочков на языке сокращается, и люди менее разнообразно ощущают вкус пищи. Сначала теряют яркость сладкий и соленый вкус, затем горький и кислый.
Источник: Depositphotos.com
Во время прослушивания музыки сердечно-сосудистая система реагирует на звук: сердечный ритм синхронизируется с музыкальным темпом.
Источник: Unsplash.com/CC0
Если у человека с рождения только одна почка, она может вырасти до размера, который занимает этот парный орган в норме. При этом единственная почка справляется с функциями обеих.
Источник: Unsplash.com/CC0
Зубы человека так же уникальны, как сетчатка глаза, отпечатки пальцев или язык. Даже у однояйцевых близнецов отпечатки поверхностей зубов различны.
Источник: Unsplash.com/CC0
Альвеолы в легких — структуры, которые участвуют в процессе газообмена и дыхания. Всего у взрослого человека 600 миллионов легочных альвеол. Альвеолами только из одного лёгкого можно покрыть площадь теннисного корта.
Источник: Unsplash.com/CC0
Печень обладает способностью к регенерации. Если часть печени будет утрачена, этот орган со временем восстановит свои нормальные размеры.
Источник: Depositphotos.com
Около десяти тысяч клеток человеческого тела может поместиться на кончике булавки.
Источник: Pixabay.com/CC0
Человек тратит на моргание 10% от всего времени в сутках.
Источник: Unsplash.com/CC0
Головной мозг человека достигает максимальный объем к 10 годам. Но нейроны — структурные клетки, обеспечивающие работу мозга, — продолжают развиваться и образовывать новые связи до 25-30 лет.
Источник: Unsplash.com/CC0
Перед тем, как создать новый инструмент, авторы несколько лет пытались создать системы редактирования нескольких фрагментов ДНК на основе либо Cas9, либо Cas12a. Но все попытки не приносили результата. Тогда ученые решили совместить эти два фермента. Опробовав новую технологию, авторы увидели, что она действительно способна удалить два сегмента генов.
На следующем этапе работы ученые прибегли к помощи коллег, чтобы применить CHyMErA для систематического анализа взаимодействия генов в здоровом состоянии и при различных патологиях. Исследователи смогли модифицировать систему для таких целей. В одном случае применения нового инструмента исследователи нацелили его на пары генов, известных как паралоги, которые имеют похожую последовательность, но остаются плохо изученными.
Поскольку паралоги возникли в результате дублирования гена, предполагалось, что они будут играть похожие роли. Но их функция не может быть раскрыта существующими методами одногенового таргетирования, главным образом потому, что один паралог компенсировал бы того, что отсутствовал. Используя этот инструмент примерно для 700 пар паралогов — почти всех, которые существуют в геноме человека — ученые подтвердили, что многие из этих пар генов действительно выполняют сходные роли в выживании клеток, в то время как другие имеют различные функции. В будущем авторы планируют использовать CHyMErA для решения других важных генетических задач и поиска ответа на вопросы, изучение которых было до сих пор недоступно.