Биологи создали радугу из генов

Изображение: Jennifer Doudna / UC Berkeley

Молекулярные биологи из Медицинской школы при Массачусетском университете разработали новую технологию на основе метода редактирования генома CRISPR/cas9. Подход, названный CRISPRainbow, позволяет ученым отслеживать одновременно семь различных геномных участков в живых клетках. Статья об усовершенствованной системе маркировки опубликована в журнале Nature Biotechnology.

Хотя технология CRISPR/cas9 известна прежде всего тем, что ее применяют для точного редактирования ДНК, биологи из Массачусетского университета использовали ее для других нужд. Ученых интересует, где размещаются определенные участки ДНК, а также отслеживание их перемещения в пределах динамичной структуры генома. Это нужно для понимания функций генов, поскольку их активность зачастую зависит от расположения в трехмерном пространстве хромосомы.
Современные технологии в лучшем случае способны отслеживать одновременно три участка. Применение большего числа меток обычно связано с неизбежной фиксацией клеток в формальдегиде, что делает невозможным наблюдение того, как их геном реагирует на специфические стимулы.
Чтобы преодолеть эту проблему, ученые воспользовались системой CRISPR/cas9. Cas9 является нуклеазой — ферментом, который обычно разрезает помеченный участок. Биологи применили мутантный вариант Cas9, не проявляющий нуклеазную активность. После этого комплекс CRISPR/cas9 закреплялся в определенном месте генома с помощью направляющей последовательности РНК, которую исследователи могут изменять в соответствии с интересующим их участком генома.
Для визуализации участков ДНК ученые использовали флуоресцентные метки — красную, зеленую и синюю, которые содержались в направляющей РНК. Свечение таких меток можно было наблюдать и отслеживать под микроскопом в режиме реального времени. Дополнительные флуоресцентные белки позволили увеличить число меток до семи: голубой, пурпурный, желтый и белый.