Исследователи используют CRISPR для выявления Zika

Сегодня Science опубликовала три исследования, которые демонстрируют новые возможности использования CRISPR. Как правило, технология редактирования генов используется для ее потенциальной эксплуатации при лечении таких заболеваний, как ВИЧ, БАС и болезнь Хантингтона, но исследователи показывают, что применения CRISPR не прекращаются.

Первое исследование исходит из лаборатории CRISPR Дженнифер Дудна. Ее команда обнаружила, что система CRISPR, отличная от CRISPR-Cas9, которую мы привыкли слышать, может не только отбросить определенные биты двухцепочечной ДНК, но и затем разрезать одноцепочечную ДНК, которая находится рядом с ней. После того, как они обнаружили эту способность CRISPR-Cas12a, они использовали ее для обнаружения двух распространенных типов ВПЧ. Как только их система CRISPR-Cas12a обнаружила ДНК ВПЧ в инфицированных клетках, она расщепила еще один фрагмент ДНК, который затем высвобождал флуоресцентный сигнал, обеспечивая визуальный признак наличия ВПЧ. Исследователи назвали систему DETECTR, и для работы требуется около часа, и она стоит меньше доллара.

Лаборатория другого исследователя CRISPR, Фэн Чжан, теперь улучшилась в предыдущей системе, разработанной в прошлом году. SHERLOCK, как его называют, может обнаруживать определенные биты ДНК и РНК, чтобы определить, присутствуют ли вирусы, такие как Zika или лихорадка, в образце крови, идентифицировать мутации в опухолевой ДНК и выявлять наличие вредных бактерий. В своем последнем исследовании исследовательская группа описывает SHERLOCK версии 2.0, которая не только более чем в три раза чувствительна к первой версии, но также может определять как Zika, так и лихорадку в одном и том же образце. Их система использует несколько ферментов CRISPR, включая Cas13 и Csm6, и их можно загружать на бумажную полоску, что делает ее невероятно простой в использовании. Джонатан Гутенберг, один из авторов исследования, сказал: «Тот факт, что мы можем поместить все эти разные ферменты в одну пробирку, чтобы они не только хорошо играли друг с другом, но и сообщали нам информацию, которую мы не могли получить иначе - это действительно впечатляюще, и это говорит о силе биохимии».

Наконец, Дэвид Лю из Гарвардского университета опубликовал исследование, в котором показано, что CRISPR можно использовать для отслеживания определенных событий в клетке. Наблюдение за тем, что в прошлом было связано с ячейкой, было довольно трудным делом, но системы CRISPR дают возможность исследователям сделать именно это. Команда Лю использовала CRISPR двумя разными способами для записи, когда клетка подвергалась воздействию определенных химических веществ. Во-первых, CRISPR использовали для срезания фрагментов ДНК, называемых плазмидами, если они вступали в контакт с конкретным химическим веществом, таким как антибиотик или питательное вещество. Сравнивая отношение типов плазмид, разрушенных CRISPR, к другим, аналогичным плазмидам, оставленным в покое, исследователи смогли определить, насколько часто клетки подвергаются воздействию этих химических веществ. Другая версия системы изменила отдельные буквы или основы ДНК, а не нарезания плазмид, и команда смогла определить, когда клетки подвергались воздействию антибиотиков, питательных веществ, вирусов и света, изучая эти изменения в основаниях ДНК.

Хотя все три из этих систем нуждаются в дальнейшей разработке, прежде чем их можно будет использовать за пределами лаборатории, они показывают, что у CRISPR довольно много применений, помимо лечения болезней. Технология невероятно универсальна, и мы обязательно увидим еще большее количество применений в будущем.