Ученые из Национального института научных исследований (INRS), Франция разработали новый генетический инструмент на основе семейства специфических ферментов, называемых Ssn, которые позволяют делать целевые разрезы исключительно в одноцепочечной ДНК. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications.
Новое семейство ферментов может делать точные разрезы одноцепочечной ДНК
Ученые из Национального института научных исследований, Франция разработали новый генетический инструмент на основе семейства специфических ферментов, которые позволяют делать целевые разрезы на одноцепочечной ДНК.
Белок Cas9, разрезающий двухцепочечную ДНК. https://www.yourgenome.org/theme/how-do-we-use-crispr-gene-editing-to-study-diseases/
Несколько лет назад появление технологии, известной как CRISPR, стало крупным прорывом в научном мире. Разработанная на основе иммунной системы бактерий, CRISPR позволяет разрезать двойные цепи нуклеотидов в ДНК. Это позволяет модифицировать целевой ген в клетках растений, животных и человека. В конечном итоге CRISPR стал использоваться во множестве приложений, в том числе при лечении наследственных заболеваний. Но во многих случаях необходимо разрезать одноцепочечную ДНК. До сих пор это не удавалось.
Двухцепочечная ДНК (dsDNA), образующаяся в результате взаимодействия двух одноцепочечных ДНК (ssDNA),
Одноцепочечная ДНК встречается реже, чем двухцепочечная. Она встречается в некоторых вирусах и играет ключевую роль в определенных биологических процессах, таких как репликация или репарация (ремонт) клеток. Одноцепочечная ДНК также используется во многих технологиях (секвенирование, редактирование генов, молекулярная диагностика, нанотехнологии).
Разрезаем одну цепочку
Пример потенциальных биотехнологических применений SsnA/NTS.
На сегодняшний день ни одна эндонуклеаза (фермент, разрезающий ДНК) не была описана как нацеленная исключительно на одноцепочечную последовательность ДНК, что стало препятствием для разработки технологий, основанных на этом типе ДНК.
Теперь группа профессора Верье идентифицировала семейство ферментов, способных разрезать определенную последовательность в одноцепочечной ДНК: семейство ферментов Ssn.
Ученые идентифицировали тысячи других подобных ферментов и продемонстрировали, что они способны распознавать и разрезать разные одноцепочечные последовательности ДНК.
Эти результаты представляют собой новый инструмент для распознавания и обмена ДНК. Они прокладывают путь ко многим новым приложениям в биологии и медицине. С одной стороны, понимание этого механизма поможет контролировать бактерии и связанные с ними инфекции. С другой стороны, открытие ферментов, специфичных для одноцепочечной ДНК, позволяет разрабатывать более точные и эффективные инструменты для генной манипуляции. Это может, в частности, улучшить методы редактирования генов, обнаружения ДНК и молекулярной диагностики.
Найденные ферменты можно использовать для манипулирования ДНК в различных медицинских и промышленных приложениях, таких как обнаружение патогенов или генетическая манипуляция в медицинских и терапевтических целях.