Генетичні ножиці CRISPR/Cas9 вважають особливо точним інструментом молекулярної біології. Проте нещодавнє дослідження засвідчило, що методика не безгрішна. Згідно з отриманими результатами, у мишей генетичні ножиці не лише виправляють конкретні мутації, а й спричиняють сотні інших змін. Важливо: поширені алгоритми, які науковці розробили для передбачення можливих побічних ефектів, не прогнозують усіх незапланованих мутації.
Генетичні ножиці: не такі точні, як вважали? Зображення: Wildpixel/ thinkstock
Жоден інший метод молекулярної біології в останні роки не наробив стільки галасу, як генетичні ножиці CRISPR/Cas9. І не дивно, адже завдяки йому можна прицільно втручатися в геном практично всякого організму. Метод є не лише найточнішим зі всіх, розроблених до нього, а й особливо легким та економічно вигідним.
З моменту відкриття методу науковці все успішніше його тестували та розробляли. Так, завдяки універсальному інструменту вони зцілили мишей від спадкової м'язової дистрофії Дюшена, змінили мутації Альцгеймера в людських клітинах і ліквідували дефект гена серповидноклітинної анемії. Завдяки перспективним результатам у Китаї стартують перші клінічні дослідження, інші повинні розпочатися наступного року в США.
Незважаючи на ейфорію, генетичні ножиці не позбавлені вад. Деколи вони спричиняють мутації на тих ділянках ДНК, які, за задумом медиків, не мали б змінюватися. У дослідженнях науковці послуговуються спеціальним алгоритмом для передбачення: він визначає, які ділянки геному найімовірніше потраплять під дію ножиць, і потім детальніше до них придивляються.
Та Келлі Шефер (Kellie Schaefer) та її колеги зі Стенфордського університету попереджають: далеко не всі небажані зміни можна виявити завдяки алгоритмам-передбачення. «Вони добре спрацьовують, коли CRISPR випробовують на клітинах чи тканинах у чашці Петрі», – пояснив співавтор Александер Бассюк (Alexander Bassuk) з Університету штату Йови.
Аби з’ясувати, як усе виглядає на живих тваринах, науковці проаналізували цілий геном мишей, на яких у попередніх дослідженнях випробовували генетичні ножиці.
Аналіз засвідчив: як і планувалося, в геномі тварин CRISPR/Cas9 успішно виправив мутації одного гена, що призводили до сліпоти. Однак команда виявила й численні інші зміни, очевидно, спровоковані генетичними ножицями. У двох гризунів методика породила понад 1500 мутацій, які зачепили окремі нуклеотиди. До цього додалася ще понад сотня суттєвіших змін, при яких цілі генетичні ділянки або стиралися, або доповнювалися.
Здивувало те, що жодна з цих ДНК-мутацій не була передбачена комп’ютерним алгоритмом. Для науковців це означає, що «той, хто відмовляється від цілковитого секвенування геному, щоби виявити непередбачувані ефекти, може пропустити важливі мутації, – пояснив співавтор Стефан Цан (Stephen Tsang) з Медичного центру Колумбійського університету в Нью-Йорку. – При цьому зміна навіть єдиного нуклеотиду може мати суттєві наслідки».
Однак Шеффер з колегами на сполох бити не хоче. Вона повідомляє, що згідно з результатами спостереження, досліджуваним гризунам нічого не бракує. «Ми все ще захоплюємося CRISPR! – наголосила колега Шефер Вініт Магаян (Vinit Mahajan). – Але ми, медики, знаємо, що кожна терапія потенційно має побічні ефекти».
Важливо усвідомлювати ймовірну небезпеку застосування генетичних ножиць. «Ми сподіваємося, що наші результати заохотять інших науковців, що вдаються до техніки CRISPR, вивчати всю послідовніть геному і порівнювати різні версії інструмента, аби знайти найнадійнішу та найточнішу для власних цілей методику редагування ДНК», – резюмував Цан.
Genschere verursacht doch ungewollte Mutationen
Columbia University Medical Center, 31/05/2017
Зреферувала Соломія Кривенко
04.06.2017