Вперше в історії науковці створили революційний інструмент для програмування ДНК

Науковці з Інституту Arc створили інноваційний інструмент для програмованого редагування геному людини. Відкриття отримало назву «рекомбіназа мостів» і дозволяє цілеспрямовано змінювати генетичний матеріал. Прогресивний метод, описаний у журналі Nature, є першим у своєму роді ферментом, який використовує некодувальну РНК для точного вибору цільових та донорських молекул ДНК.

Ключовою особливістю цієї системи є її програмовність. Дослідники розробили механізм, що дозволяє точно налаштовувати РНК-міст для розпізнавання будь-якої заданої геномної послідовності. Також, система здатна точно визначати будь-яку бажану донорську молекулу ДНК для вставки у вибране місце геному з високою точністю.

Механізм рекомбінації базується на елементах вставки IS110, які відомі як «стрибучі гени». Ці елементи, що зустрічаються у всіх формах життя, еволюціонували у високоефективні інструменти для маніпуляцій з ДНК. Унікальність підходу полягає у незалежній програмовності кожної петлі мостової РНК, що дозволяє комбінувати будь-які послідовності цільової та донорської ДНК.

Дослідження, проведене у співпраці з лабораторією доктора Хіросі Нішимасу з Токійського університету, дозволило детально вивчити молекулярні структури комплексу рекомбінази та мостової РНК за допомогою кріоелектронної мікроскопії. Цей механізм може стати основою для третього покоління систем редагування геному, керованих РНК, тим самим значно розширюючи можливості генетичної інженерії.

Новий механізм усуває розриви у ДНК, характерні для чинних технологій. Своєю чергою це відкриває перспективи для більш безпечного та точного генетичного редагування. Подальші дослідження можуть призвести до значних проривів у дизайні геномів та створенні біологічних програмованих систем.