Новый метод редактирования генома, в котором выгодная, естественная генетическая мутация введена в клетки, работает, включая ген сна, который активен в матке, но выключенный у большинства людей после рождения.«Захватывающий новый век редактирования генома начинается, теперь, когда единственные гены в нашем обширном геноме могут быть точно сокращены и восстановлены», заявляют лидер исследования, Декан Науки в UNSW, профессоре Мерлине Кроссли.
«Наше лабораторное исследование предоставляет доказательство понятия, что изменение всего одного письма от ДНК в гене могло облегчить симптомы анемии серповидного эритроцита и талассемии – унаследованные болезни, при которых люди повредили гемоглобин.«Поскольку хорошая наследственная изменчивость, которую мы ввели уже, существует в природе, этот подход должен быть эффективным и безопасным. Однако, больше исследования необходимо, прежде чем оно сможет быть проверено у людей как возможное лекарство от серьезных болезней крови».Исследование, профессором Кроссли, доктором философии UNSW студент Бик Винерт и коллеги, опубликовано в журнале Nature Communications.
Люди производят два различных видов гемоглобина – жизненная молекула, которая берет кислород в легких и транспортирует его вокруг тела.«Во время развития в матке включен эмбриональный ген гемоглобина.
Это производит эмбриональный гемоглобин, у которого есть высокое влечение к кислороду, позволяя ребенку схватить кислород от крови его матери», говорит профессор Кроссли.«После того, как мы рождаемся, эмбриональный ген гемоглобина отключен, и взрослый ген гемоглобина включен».
Мутации, затрагивающие взрослый гемоглобин, среди наиболее распространенных из всех человеческих генетических мутаций приблизительно с пятью процентами населения в мире, несущего дефектный взрослый ген гемоглобина.Люди, которые наследуют два гена мутанта – один от их матери и один от их отца – повредили гемоглобин и страдают от опасных для жизни болезней, таких как анемия серповидного эритроцита и талассемия, которые требуют пожизненного лечения с переливаниями крови и лечением.Исследователи основывали свой новый подход к тому, что у небольшого количества людей с поврежденным взрослым гемоглобином есть дополнительная, выгодная мутация в эмбриональном гене гемоглобина.«Эта хорошая мутация сохраняет их эмбриональный ген гемоглобина включенным для всех их жизней и значительно уменьшает их признаки», говорит профессор Кроссли.
Исследователи ввели эту однобуквенную мутацию в человеческие эритроциты, используя редактирующие геном белки, известные как TALENs, который может быть разработан, чтобы сократить ген в отдельном моменте, а также обеспечение желаемого куска ДНК дарителя для вставки.«Перерывы в ДНК могут быть смертельными к клеткам, таким образом, у них есть встроенное оборудование, чтобы восстановить любые зарубки как можно скорее, захватывая любую запасную ДНК, которая, кажется, соответствует – во многом как Вы, мог бы чинить красный носок с любой запасной красной шерстью, лежащей вокруг», говорит профессор Кроссли.«Мы эксплуатировали этот эффект.
Когда наш геном, редактируя белок режет ДНК, клетка быстро заменяет его ДНК дарителя, которую мы также обеспечили».Команда включает исследователей от UNSW, Сиднейского университета, Мельбурнского университета, Мердока Детский Научно-исследовательский институт и Стэнфордский университет.Если бы редактирующая геном техника, как показывают, работает эффективно в стволовых клетках крови и безопасна, она предложила бы значительные преимущества перед другими подходами, такими как обычная генотерапия, в которой вирусы используются, чтобы переправить здоровые гены в клетку, чтобы заменить дефектные.
Генетические изменения клеток не были бы унаследованы, делая подход очень отличающимся от недавнего спорного китайского исследования, в котором была изменена ДНК человеческих эмбрионов.