Тexникa гeннoй мoдификaции CRISPR/Cas9 зaимствoвaнa у иммуннoй систeмы бaктeрий, кoтoрыe испoльзуют сии мoлeкулы для бoрьбы с вирусaми. Она демонстрирует такую точность и эффективность работы, почто в последние годы ученые всерьез поговаривают об использовании ГМ для борьбы с природными вредителями и разносчиками болезней. К этого разрабатываются методы «генного драйва», способствующие распространению в популяции нужного гена   – примерно сказать, делающего потомство частично стерильным или неподходящим для переноса инфекции.

Без участия такого гена система генетического драйва должна содержать ген, кодирующий гистон Cas9, который разрезает ДНК, а также фрагменты направляющей РНК, которые указывают белку-нуклеазе точное площадь действия. Филипп Мессер (Philipp Messer) и его коллеги из Корнеллского университета дополнили текущий набор геном флуоресцентного белка, который позволил им легко отслеживать раздача CRISPR-комплексов в популяции лабораторных мушек-дрозофил. Результаты ученые приводят в статье, опубликованной журналом PLOS Genetics.

Такая метода генетического драйва быстро распространяет ген в популяции. Если скрещивание произошло в обществе родителями, из которых только один несет CRISPR-«комплект», то симпатия начнет работу в оплодотворенной яйцеклетке. В теории, Cas9 внесет разрыв точно в нужной части ДНК, после ась? системы репарации клетки заполнят образовавшееся пространство, скопировав недостающие звенья с CRISPR-«комплекта» держи гомологичной (парной) хромосоме. Однако в реальных экспериментах все происходит не всегда идеально, и доктрина может работать с ошибками.

Если только одна копия ДНК несет коллекция «генетического драйва» (1), то Cas9 вносит в другую разрыв (2), после а он заполняется копиями нужных генов (3). Иногда этот процесс происходит с ошибками, приводя к развитию устойчивости (4) / ©PLOS Genetics

Мессер и его коллеги показали, зачем в некоторых случаях нуклеаза Cas9 производится в избыточном количестве, снова и снова разрезая целевую хромосому. В других вариантах ошибки происходили до сего времени в процессе или до оплодотворения   – так или иначе, но распространение «комплекта» в популяции замедлялось, а в таком случае и вовсе останавливалось. Скорость развития устойчивости у разных штаммов сильно варьировалась, составляя через пяти до 56   процентов, которые делают применение технологии уже почти бессмысленным.

«Эта «резистентность» несложно разрушит практически любые намеренные попытки применения генного драйва,   – резюмируют исследователи,   – и представляет собой большую проблему интересах множества ее многообещающих применений». О ее существовании было известно и раньше, как ни говорите теперь, впервые рассмотрев распространение устойчивости в эксперименте, ученые относятся к ней куда ни на есть более серьезно.

Стоит добавить, что уже предложены и даже экспериментально опробованы изрядно методов противодействия развитию такой устойчивости. Этому посвящена отдельная статья, которую Мессер с соавторами представили сверху сервисе препринтов BioRxiv.org   – в ней, в частности, демонстрируется потенциал параллельного использования нескольких направляющих   РНК.