CRISPR натравили на РНК-вирусы в клетках человека

Ученые разработали метод борьбы с одноцепочечными РНК-вирусами с помощью системы CRISPR/Cas13. Они обнаружили, что система успешно атакует консервативные последовательности в вирусном геноме вне зависимости от его размера и организации, и применили ее против вирусов лимфоцитарного хориоменингита, везикулярного стоматита и вируса гриппа типа А. Количество вирусной РНК в клеточных культурах при этом упало в десятки раз. Исследование опубликовано в журнале Molecular Cell.

Система CRISPR/Cas9 уже неоднократно показала себя в деле редактирования ДНК разных организмов. Но помимо исправления мутаций в собственных генах организма, ее можно использовать и для борьбы с чужеродными, вирусными генами. Тем не менее, около двух третей всех вирусов, атакующих человека, состоят из одной-единственной цепи РНК, которая размножается сама по себе, без ДНК-посредника. Против такого противника CRISPR/Cas9 бессильна.

Катерина Фрейе (Catherine Freije) с коллегами из Массачусетского технологического института и Гарварда решили воспользоваться другим бактериальным ферментом — Cas13, который способен вносить разрывы в нить РНК. Свою систему ученые назвали CARVER (Cas13-assisted restriction of viral expression and readout, «Ограничение размножения и передачи информации у вирусов с помощью Cas13»).

Для начала они просканировали геномы более 350 РНК-вирусов в поисках последовательностей, на которые было бы «удобно» сесть ферменту Cas13. В геноме 95 процентов вирусов они нашли не менее 10 таких участков. Для отработки метода исследователи взяли три вируса с разной структурой генома и жизненным циклом: вирусы гриппа типа А, лимфоцитарного хориоменингита и везикулярного стоматита. Для каждого из них ученые создали набор CRISPR-РНК, которые, подобно гидовым РНК в системе CRISPR/Cas9, должны были указать «молекулярным ножницам» на мишень для разрушения.

Цикл вируса хориоменингита полностью проходит в цитоплазме, его РНК не заходит в ядро клетки. 5 из 6 тестовых CRISPR-РНК вместе с Cas13 сократили количество вирусной РНК в зараженных клетках в 2-14 раз.

Вирус гриппа типа А размножается в ядре, а считывание информации с его РНК происходит в цитоплазме. Тем не менее, метод снова оказался успешным: ученым удалось сократить его концентрацию в 7-22 раза. В случае с вирусом везикулярного стоматита количество вирусной РНК снизилось в 7-43 раза.

Исследователи сравнили эффект разных CRISPR-РНК и обнаружили, что лучше всего работают те, которые нацелены на консервативные последовательности в геноме вирусов, то есть те, которые общие у разных линий вирусов. Ученые предположили, что атака CRISPR/Cas13 может ускорить их эволюцию. Они выделили вирусную РНК из клеток, в которых работали «молекулярные ножницы», но не обнаружили накопления мутаций в этих консервативных областях.

Авторы работы считают, что их метод работает эффективно и не вызывает устойчивости у вирусов-мишеней. И несмотря на то, что технологии генетического редактирования in vivo пока только тестируются, исследователи рассчитывают, что однажды их метод может если не заменить, то работать наравне с вакцинацией, особенно в тех случаях, когда противовирусных препаратов не существует, как это часто бывает с РНК-содержащими одноцепочечными вирусами.

Раньше ученые уже использовали систему CRISPR/Cas9 для того, чтобы очистить геном от других вирусов: например, клетки человека избавили от герпесвирусов, а организм мышей — от ВИЧ. Есть и другие проекты, например, удалять вирусы из генома свиней, чтобы использовать их органы для ксенотрансплантации.

nplus1.ru

Предыдущая запись Жесты, которые выдают ложь
Следующая запись Лучшая круговая тренировка для сжигания жира

Ваш комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Чтобы отправить комментарий, разрешите сбор ваших персональных данных .
Политика конфиденциальности