В Китае придумали новый способ редактирования генов

Группа ученых в Пекине заявляет, что они разработали новый инструмент редактирования генов, который более эффективен, чем технология CRISPR, поскольку угроза экспортных ограничений США нависла над биотехнологическим сектором Китая. Исследователи из Института генетики и биологии развития Китайской академии наук сообщили о своей модульной системе редактирования генов под названием CyDENT в журнале Nature Biotechnology 28 августа.

Он работает немного иначе, чем CRISPR/Cas9, запатентованный в США. По данным CRISPR Therapeutics, этот инструмент редактирования генов расщепляет двухцепочечную ДНК, чтобы внести изменения в пары оснований, составляющие цепи. ДНК разрезается, а затем восстанавливается естественным клеточным процессом, а это означает, что это может привести к неточному редактированию и даже нежелательным мутациям. Но CyDENT можно использовать для редактирования генов, специфичных для цепей, без каких-либо сокращений, согласно статье.

Кевин Чжао, один из авторов исследования и соучредитель компании Qi Biodesign из Сучжоу, сказал, что CyDENT использовала модули для выполнения различных частей процесса редактирования. Дизайн позволяет исследователям «найти лучшее индивидуальное применение» для возникающих вариаций.

По словам Чжао, системы на основе CRISPR полагаются на направляющую РНК, что не является проблемой при редактировании ДНК в ядре клетки. Но он сказал, что редактирование ДНК в митохондриях человека или хлоропластах растений было непростой задачей, поскольку получить руководство было сложно. Оба являются нуклеиновыми кислотами в живых клетках, но РНК одноцепочечная, а ДНК — двойная.

Чжао сказал, что именно поэтому CyDENT был разработан с использованием «белкового подхода», который основан на сигнале белка для транспортировки редактора внутрь, минуя необходимость в направляющей РНК и обеспечивая доступ к этим труднодоступным клеточным геномам.

В митохондриях, или электростанции клетки, было обнаружено множество однонуклеотидных вариаций, которые, как полагают, связаны с болезнями. Согласно статье, эти проблемы можно терапевтически решить с помощью «точного преобразования оснований» с использованием одноцепочечного редактора, такого как CyDENT.

Что касается хлоропласта, где происходит фотосинтез, Чжао сказал, что многие белки, закодированные в его геноме, связаны с эффективностью преобразования солнечного света в энергию – поэтому инженерные культуры для лучшего преобразования энергии могут давать более высокие урожаи.

Согласно статье, точность CyDENT, обусловленная его способностью выборочно редактировать одну цепь ДНК за раз, может позволить проводить более контролируемые и эффективные исследования этих клеточных геномов.

Это происходит на фоне того, что биотехнологический сектор Китая готовится к возможным ограничениям со стороны США. Алан Эстевес, заместитель министра торговли США, промышленности и безопасности, заявил в октябре Центру новой американской безопасности, что биотехнология является областью, в которой может применяться экспортный контроль. Он сказал, что главной заботой является разрешение «американцу» помочь Китаю в разработке технологий, которые «они собираются использовать против нас».

В марте три подразделения китайской фирмы BGI Group, занимающейся исследованием генома, были добавлены в «список организаций», ограничивающий их доступ к американским технологиям по соображениям прав человека. Министерство торговли заявило, что они потенциально могут способствовать слежке.

Президент Джо Байден также подписал в этом месяце указ о «продвижении инноваций в области биотехнологий и биопроизводства», которые кабинет министров Китая также определил как область, которую он хочет поддерживать. Член Конгресса Стефани Байс, член комиссии национальной безопасности по биотехнологиям, ранее заявила, что США необходимо быть готовыми, «особенно в свете того, что такие страны, как Китай, продолжают интегрировать биотехнологии в свое стратегическое развитие».

Если биотехнология действительно окажется в центре внимания санкций США, это может повлиять на разработку таких инструментов, как CyDENT, поскольку она частично зависит от импорта. Но, по словам Чжао, хотя некоторые продукты могут быть недоступны, в Китае ведется активная разработка лабораторных продуктов. Он сказал, что страна «определенно пытается расширить свой биотехнологический потенциал, особенно начиная с того, что необходимо для исследований».

Что касается CyDENT, который не полагается на независимую интеллектуальную собственность, команда заявила, что необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить лучшие комбинации его модульных элементов для получения наилучших результатов редактирования. Чжао отметил, что предстоит провести еще больше исследований – и что для лечения людей наиболее важными факторами являются безопасность и эффективность – но отметил, что инструмент продемонстрировал большой потенциал для изучения ранее нередактируемой ДНК.

Он добавил, что команда была «взволнована началом изучения» того, чего они могут достичь в хлоропластах растений, где эффективность редактирования не должна быть такой высокой, чтобы начать более глубокие исследования.