Клиниката Mayo (Рочестър, САЩ) е разработила метод, който позволява по искане на изследователя да включва и изключва всеки ген в живия организъм.
Съществуващите методи за контрол на генома са изградени по същата схема, което сериозно ограничава тяхното приложение: говорим за потискане на генната активност.
Най-лесният начин да направите това е чрез изрязване на ДНК с този ген с ензим, така че дори след възстановяване, генът да не може да функционира. За това се използват нуклеази с така наречените цинкови пръсти - структурни елементи, които имат специфичност за една или друга нуклеотидна последователност.
Но наборът от такива „цинкови пръсти“е ограничен, тоест не всеки фрагмент в ДНК може да бъде открит с тяхна помощ. Морфолиновите олигонуклеотиди са алтернатива. Това са къси синтетични нуклеотидни вериги с абсолютно всякаква специфичност, която можете да пожелаете. Прикрепвайки се към клетъчната ДНК, те блокират активността на определен ген. Недостатъкът на този подход е временно действие: рано или късно блокадата от гена ще бъде премахната сама.
В статия, публикувана в списание Nature, авторите описват трети метод, основан на използването на нуклеазни ензими TALEN (Transcription Activator-Like Effector Nuclease). Това са хибридни протеини, някои от които са взети от бактерии. Бактериалният фрагмент се свързва с малки фрагменти от ДНК; поради изключителната си изменчивост, той може да бъде адаптиран да разпознава почти всяка ДНК последователност. Друго парче от молекулата на TALEN е самата нуклеаза, която прави разрези в ДНК.
Досега TALEN се използва в клетъчни култури. Сега изследователите са успели да адаптират този метод към цели организми. Генетичен регулатор беше вмъкнат в генома на ивичестата риба зебра (Danio rerio), който позволяваше включване или изключване на специфичен ген. Тоест, използвайки специфичната нуклеаза TALEN, беше направен разрез близо до гена, който представлява интерес за учените. След това тази регулаторна нуклеотидна последователност беше вмъкната в разреза с помощта на други ензими.
След това оставаше само да натиснете лоста, тоест да добавите вещества, които включиха или изключиха регулатора. Трябва да се подчертае, че, първо, използването на TALEN позволява въвеждането на регулаторна последователност „настрани“към всеки ген, и второ, тази манипулация, както показаха авторите, може да се извърши с целия организъм, а не само с клетъчната култура.
Трудно е да се надценят перспективите за нов метод (или нова модификация на стар, ако желаете). Например, важно е да се знае какво прави даден ген през целия живот, дали функцията му се променя, дали продължава да работи и т.н. Досега беше невероятно трудно да се разбере: учените могат да изключат някой ген за друг етап на ембриона, но не беше възможно да се включи отново в възрастен организъм. Ако мутацията се окаже критична, ембрионът умира, след което се стига до заключението, че генът е изключително важен на ембрионалния етап, но никой не знае какво се е случило с него след това.
Промоционално видео:
И сега има шанс задълбочено да научите свързаните с възрастта, така да се каже, особености на работата на гените. И това не е да споменем факта, че използвайки описания метод, теоретично е възможно да "включите" или "изключите" гени, чиято неправилна активност е в основата на тежките наследствени (и не само наследствени) заболявания.