Возможность удаления лишней хромосомы, вызывающей синдром Дауна, с помощью генного редактора CRISPR продемонстрировали на культуре клеток

Синдром Дауна вызван наличием третьей копии 21-й хромосомы. Это хромосомное нарушение встречается примерно в одном случае из 700 живорождений и его относительно легко диагностировать на ранних стадиях развития. Однако лечения не существует. Рётаро Хашизуме (Ryotaro Hashizume) с коллегами из Высшей школы медицины Университета Миэ (Mie University Graduate School of Medicine) в Японии использовали систему редактирования генов CRISPR-Cas9 для расщепления третьей хромосомы в созданных ими клеточных линиях с трисомией 21. Модифицированный учеными метод позволяет редактору CRISPR-Cas9 выборочно нацеливаться и устранять дополнительную копию хромосомы 21, вызывающую синдром Дауна, эффективно восстанавливая нормальную клеточную функцию как в стволовых клетках, так и в специализированных клетках человека. Суть нового подхода в том, что редактор идентифицирует и вырезает определенные последовательности ДНК, обнаруженные только на дополнительной хромосоме. Это позволяет удалять дополнительную копию, оставляя нормальную пару хромосом нетронутой. Исследование опубликовано в журнале PNAS Nexus. В лабораторных экспериментах метод успешно сократил количество хромосом с трех до нормальных двух как в стволовых клетках, так и в клетках кожи, полученных от человека с синдромом Дауна. Когда исследователи одновременно подавили и определенные механизмы восстановления ДНК, от лишней хромосомы были избавлены почти 17% стволовых клеток.

Примечательно, что клетки, у которых была удалена дополнительная хромосома, показали значительные улучшения в нескольких аспектах. Так, в частности, у них были отмечены повышенные темпы роста и снижение выработки вредных активных форм кислорода, представляющее собой известную проблему при синдроме Дауна. Кроме того, паттерны активности генов также сместились ближе к тем, которые наблюдаются в клетках без синдрома Дауна. Исследователи обнаружили, что исправление числа хромосом восстанавливает нормальные паттерны активности генов и улучшает клеточную функцию. Важно, что новый метод работал не только в стволовых клетках, но и в специализированных клетках, которые не делятся активно. Хотя исследование знаменует собой значительное техническое достижение, путь к любым потенциальным клиническим применениям остается долгим и сложным. Использование нового метода CRISPR-Cas, как и его предыдущих версий, сопряжено со случайными непреднамеренными генетическими модификациями.

https://scienceblog.com/using-crispr-to-remove-extra-chromosomes-in-down-syndrome/

Around Science (реинкарнация «Гранита науки» на «Эхе Москвы»

Возможность удаления лишней хромосомы, вызывающей синдром Дауна, с помощью генного редактора CRISPR продемонстрировали на культуре клеток

Синдром Дауна вызван наличием третьей копии 21-й хромосомы. Это хромосомное нарушение встречается примерно в одном случае из 700 живорождений и его относительно легко диагностировать на ранних стадиях развития. Однако лечения не существует. Рётаро Хашизуме (Ryotaro Hashizume) с коллегами из Высшей школы медицины Университета Миэ (Mie University Graduate School of Medicine) в Японии использовали систему редактирования генов CRISPR-Cas9 для расщепления третьей хромосомы в созданных ими клеточных линиях с трисомией 21. Модифицированный учеными метод позволяет редактору CRISPR-Cas9 выборочно нацеливаться и устранять дополнительную копию хромосомы 21, вызывающую синдром Дауна, эффективно восстанавливая нормальную клеточную функцию как в стволовых клетках, так и в специализированных клетках человека. Суть нового подхода в том, что редактор идентифицирует и вырезает определенные последовательности ДНК, обнаруженные только на дополнительной хромосоме. Это позволяет удалять дополнительную копию, оставляя нормальную пару хромосом нетронутой. Исследование опубликовано в журнале PNAS Nexus. В лабораторных экспериментах метод успешно сократил количество хромосом с трех до нормальных двух как в стволовых клетках, так и в клетках кожи, полученных от человека с синдромом Дауна. Когда исследователи одновременно подавили и определенные механизмы восстановления ДНК, от лишней хромосомы были избавлены почти 17% стволовых клеток.

Примечательно, что клетки, у которых была удалена дополнительная хромосома, показали значительные улучшения в нескольких аспектах. Так, в частности, у них были отмечены повышенные темпы роста и снижение выработки вредных активных форм кислорода, представляющее собой известную проблему при синдроме Дауна. Кроме того, паттерны активности генов также сместились ближе к тем, которые наблюдаются в клетках без синдрома Дауна. Исследователи обнаружили, что исправление числа хромосом восстанавливает нормальные паттерны активности генов и улучшает клеточную функцию. Важно, что новый метод работал не только в стволовых клетках, но и в специализированных клетках, которые не делятся активно. Хотя исследование знаменует собой значительное техническое достижение, путь к любым потенциальным клиническим применениям остается долгим и сложным. Использование нового метода CRISPR-Cas, как и его предыдущих версий, сопряжено со случайными непреднамеренными генетическими модификациями.

https://scienceblog.com/using-crispr-to-remove-extra-chromosomes-in-down-syndrome/

OUP Academic

Trisomic rescue via allele-specific multiple chromosome cleavage using CRISPR-Cas9 in trisomy 21 cells

Abstract. Human trisomy 21, responsible for Down syndrome, is the most prevalent genetic cause of cognitive impairment and remains a key focus for prenatal

hottg.com/around_science/603

1.0K viewsedited  Feb 24 at 14:28