В огляді йдеться про історію відкриття, бурхливий розвиток і подальші перспективи застосування нового потужного інструменту для редагування геному -CRISPR/Cas9. Взявши за основу один з елементів захисної системи бактерій, вчені-біологи створили досить простий, дешевий і швидкий метод внесення змін у ДНК рослин, тварин і людини. Ніколи раніше людство не мало настільки точного знаряддя для маніпуляції генами, і це відкриває широкі можливості для профілактики та лікування багатьох захворювань. Водночас у суспільстві точаться гострі дискусії: благо чи зло несе людству CRISPR/Cas9? Як і будь-яка нова технологія, генне редагування викликає побоювання і піднімає низку серйозних етичних проблем, особливо щодо можливості його використання на клітинах зародкової лінії і геномі ембріонів людини. Проте вже зараз очевидно, що CRISPR/Cas9це не чергова модна «іграшка» для вчених, а революційна технологія, яка змінить наше майбутнє. Ключові слова: CRISPR/Cas9, редагування геномної ДНК, генна терапія, генетично модифіковані організми.
КОМІСАРЕНКОСергій Васильовичакадемік НАН України, директор Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ які вставляють у CRISPR нові спейсери. Після транскрипції масиву CRISPR утворюється довга молекула РНК, до якої приєднується невелика РНК, комплементарна повторам (tracrРНК); до tracrРНК приєднується протеїн Cas9, який активується при взаємодії, а до Cas9, у свою чергу, приєднується ензим РНКаза III, що розрізає довгу РНК на фрагменти -сrРНК та від'єднується. У Streptococcus pyogenes, наприклад, сrРНК, що утворилися, складаються з 42 нуклеотидів: 22 кінцевих нуклеотиди -це половина паліндромного повтору, а решта 20унікальний спейсерний фрагмент. Фактично в результаті розрізання довгої РНК утворюється комплекс crРНК, tracrРНК і активованого протеїну Cas9. Спейсерна частина crРНК розпізнає комплементарну ділянку вірусної ДНК, а протеїн Cas9 замикається на двох нитках ДНК і «розрізає» їх, спричинюючи подальшу деградацію чужорідної ДНК [3].Для успішного розпізнавання ДНК-«мі шені» та її пошкодження необхідно, щоб протеїн Cas9 розпізнав певну коротку (3-9 нуклеотидів) послідовність PAM (Protospacer Adjacent Motif -мотив, що примикає до протоспейсера), яка знаходиться поруч з розпізнаною crРНК ділянкою ДНК. У різних видів бактерій ця послідовність різна; наприклад, для Streptococcus pyogenes послідовність PAM -5'-NRG-3' (де N -будь-який нуклеотид, а R -A або G). Для чого потрібне розпізнавання PAM? Є припущення, що відсутність послідовностей PAM у складі власних генів бактерії захищає їх від розрізання системою CRISPR/Cas9, адже CRISPR містить 20 % спейсерів, націлених на власну ДНК [4]. Для чого ці спейсери зберігаються, невідомо. Можливо, у бактерій є якийсь механізм регуляції транскрипції власних генів, до якого залучений CRISPR та спеціальні протеїни.Хто ж відкрив систему CRISPR/Cas9? Суперечки щодо цього питання тривають і досі. Адже в сучасній науці вже неможливо відкрити щось одноосібно. Історія відкриття, що спричинило революцію в генній інженерії, тривала протягом 25 років...