В последние годы генетические исследования нашли тысячи связей между генами и различными болезнями. Но чтобы доказать, что определенный ген играет роль в развитии болезни, исследователям нужен способ встревожить его – то есть, выключить ген, включить его, или иначе изменить его – и изучить эффекты.Редактирующая геном система CRISPR-Cas9 – один из самых удобных методов, доступных для того, чтобы сделать эти изменения в геноме. В то время как инструмент уже используется, чтобы проверить эффекты мутаций в пробирке – в линиях культивируемой клетки, например – теперь возможно использовать этот инструмент, чтобы изучить генные функции, используя неповрежденные биологические системы.
Система CRISPR-Cas9 полагается на две главных особенности, чтобы отредактировать геном: Cas9, фермент «раскола», способный к сокращению ДНК; и ведите РНК, последовательность, которая направляет Cas9 к цели ДНК интереса к геному. Однако фермент Cas9 представляет собой некоторые проблемы доставки для в естественных условиях заявлений.
«Снабжая мышь Cas9, мы уменьшили бремя от доставки. Это освобождает пространство для доставки дополнительных элементов – ли вирусами или наночастицами – позволяющий одновременно видоизменить многократные гены и даже внести точные изменения в последовательностях ДНК», сказал Рэндалл Платт, аспирант в MIT, работающем в Широком Институте в лаборатории Фэн Чжана, доцента в Институте Макговерна Мозгового Исследования в MIT, и основного члена Широкого Института. Платт и Сиди Чен, постдокторант в Институте Коха MIT Интегральных Исследований рака, работающих в лаборатории профессора Института Филипа Шарпа, были co-first авторами статьи.
Эта способность встревожить многократные гены в то же время может быть особенно полезной в изучении сложных болезней, такой как рак, куда мутации больше чем в одном гене могут вести болезнь. Чтобы продемонстрировать возможное применение для исследований рака, авторы привыкли «мышь Cas9» для образцовой аденокарциномы легкого.
Ранее, ученые, работающие с моделями животных, должны были вывести из строя один ген за один раз или пересечь модели животных, чтобы произвести один с необходимыми генетическими модификациями, процессами, которые являются сложными и трудоемкими.«’Мышь Cas9′ позволяет исследователям более легко тревожить многократные гены в естественных условиях», сказал Чжан, который, наряду с Sharp, служил co-ведущим-автором бумаги Клетки. «Цель в развитии мыши состояла в том, чтобы уполномочить исследователей так, чтобы они могли более быстро показать через длинный список генов, которые были вовлечены в болезнь и нормальные биологические процессы».
Исследователи, способствующие бумаге также, нашли, что клетки, полученные из «мыши Cas9», могли быть извлечены для использования в экспериментах лаборатории и смогли усилить Cas9-выражение клеток, чтобы отредактировать свободные дендритные клетки даже после того, как клетки были удалены из мыши, позволив исследователям экспериментировать с клетками, которые не легкодоступны и часто испытывают недостаток в сроке годности, чтобы провести такие эксперименты.«Как мы продемонстрировали с иммуноцитами, мышь позволяет нам экспериментировать с клетками, которые только остаются жизнеспособными в течение нескольких дней исключая виво, усиливая то, что они уже выражают Cas9.
Отсутствующий выражение Cas9, у нас не было бы достаточного количества времени для системы CRISPR, чтобы работать ее волшебство», сказали Широкий основной участник и бумажный соавтор Авив Регев, который является адъюнкт-профессором биологии в MIT. Лаборатория Регева, наряду с лабораторией Широкого участника старшего научного сотрудника Нира Хэкоэна (преподаватель в Медицинской школе Центральной больницы Массачусетса и Гарварда), использовала мышь, чтобы исследовать дендритные клетки, как сообщается в исследовании Клетки.«Генетическая манипуляция – один из самых критических инструментов, которые мы имеем для исследования сложных схем, и ‘мышь Cas9’ поможет нам сделать это эффективнее», сказал Регев.
«Мышь Cas9» была депонирована с Лабораторией Джексона, где это доступно всему научному сообществу по запросу.