Международная группа учёных при участии российских молекулярных биологов открыла новые типы CRISPR-Cas систем для направленного редактирования геномов. Теперь исследователи уверены, что им известны все типы CRISPR-Cas систем прокариотических организмов.
Ученые из Сколтеха, Национальных Институтов Здоровья (NIH, США), и Массачусетского Технологического Института (MIT, США) под руководством профессора Сколтеха Константина Северинова, профессора MIT Фанга Жанга и старшего исследователя NIH Евгения Кунина открыли новые типы CRISPR-Cas систем адаптивного бактериального иммунитета. Уникальные особенности этих систем дают большие возможности для разработки новых способов редактирования геномов и контроля работы тех или иных генов. Результаты этого исследования опубликованы в престижном научном журнале Nature Reviews Microbiology, кратко об открытии рассказывает пресс-релиз на сайте Сколтеха.
Технология CRISPR-Cas произвела революцию в современной биологии и биомедицине, позволив исследователям произвольно редактировать точно определенные участки генома. В природе CRISPR-Cas используется бактериями для защиты от вирусов. За счет того, что СRISPR-Cas участвует в постоянной эволюционной гонке вооружений между бактериями и вирусами, возникло большое разнообразие таких защитных систем.
Сейчас ученым удалось провести масштабный биоинформатический анализ и идентифицировать ранее неизвестные типы CRISPR-Cas систем, которые могут найти применение в сфере геномного редактирования. Например, система типа VI-B — обладает дополнительными белками, которые, по всей видимости регулируют работу этой системы. Её уже давно описали и протестировали экспериментально. В новой системе типа V-U для защиты используются белки малого размера, что делает ее особенно привлекательной для геномной инженерии, ведь с маленькими белками биоинженерам проще работать.
«Данная работа — продолжение исследования, посвященного новым CRISPR-Cas системам и опубликованного нами ранее," — говорит Сергей Шмаков, первый автор исследования, аспирант Сколтеха, в 2016 награжденный премией директора Национальных Институтов Здоровья США и наградой президента Сколтеха. «В этой работе мы произвели масштабный полуавтоматический поиск отдельных элементов CRISPR-Cas систем в геномных базах данных, что привело к открытию новых систем. Гены некоторых из предсказанных нами систем очень необычные, что делает открытые нами системы CRISPR- Cas не похожими на изученные ранее. Мы использовали практически все прокариотические геномные данные, доступные на данный момент, поэтому мы можем быть почти уверены, что теперь нам известны все основные типы CRISPR-Cas систем у прокариот — организмов, в клетках которых содержится ядро.» — рассказывает Сергей.