Ученые применили метод CRISPR для значительных изменений в человеческих геномах, что открывает новые горизонты в изучении структурных вариаций, связанных с заболеваниями.
Исследование, проведенное командами из Института Уэлкома Сангера, Имперского колледжа Лондона и Гарвардского университета, показало, что геномы человека обладают большей устойчивостью к значительным модификациям, чем предполагалось ранее.
Используя усовершенствованную технологию CRISPR, группа создала множество различных версий человеческих геномов с учетом структурных изменений, а затем проанализировала их генетические эффекты посредством секвенирования.
Основные гены остались нетронутыми, что позволило подтвердить, что человеческие геномы способны выдерживать значительные структурные изменения, в том числе крупные удаления генетического кода.
Это открытие может оказать влияние на понимание и предсказание роли структурных вариаций, особенно в контексте онкологических заболеваний, где подобные изменения могут иметь серьезные последствия.
Однако исследование вариаций в геномах млекопитающих представляет собой определенные сложности.
В данной работе авторы применили комбинацию CRISPR и клеточных линий для генерации тысяч структурных вариантов геномов в одном эксперименте.
С помощью редакции генома и фермента рекомбиназы они достигли рекордного показателя, внедрив до 1700 мест рекомбиназы в каждую клеточную линию.
Следующим шагом ученые отслеживали выживаемость клеток после внесенных изменений.
Клетки, в которых были удалены важные гены, погибли, тогда как те, которые смогли сохранить жизненно важные участки, выжили.
Анализ на основе RNA-секвенирования показал, что крупные удаления, особенно в некодирующих регионах, не оказывают значительного влияния на активность оставшихся генов в клетках.
Это свидетельствует о высокой толерантности человеческих геномов к структурным вариациям, пока главные гены остаются не затронутыми.
Тем не менее, необходимость дальнейших исследований для понимания значения некодирующей ДНК пока сохраняется.
Новое исследование представляет собой важный шаг вперед в понимании структурных вариаций и может помочь в более эффективном поиске изменений, приводящих к заболеваниям.
Результаты исследования также можно рассматривать как основу для создания новых оптимизированных клеточных линий, которые помогут в оценке устойчивости к лекарствам или в биоинженерии новых медицинских препаратов.
Доктор Йонас Кеппел из Университета Вашингтона обобщает: «Если представить геном как книгу, то структурный вариант — поверхность, вырванная из нее. Подобные изменения могут играть важную роль в развитии заболеваний, однако их изучение стало бы гораздо проще, если бы мы больше знали о гибкости нашего генома».
Это заявление подчеркивает возможность оптимизаций в медицинских и научных исследованиях, связанных с регулированием и изменением генетической информации.
