Ученые из Университета Орегона предложили новый метод редактирования генов, который позволяет проделать за несколько дней работу, на которую ранее требовалось несколько лет. Благодаря этому биологи могут проводить эксперименты, сравнивая разные версии одного гена в поисках мутаций, приводящих к определенным характеристикам, и отслеживая их эволюцию со временем, сообщает Phys.org.
Такие исследования зачастую являются первым этапом работ, связанных со здоровьем человека, или направленных на поиск механизмов развития тех или иных заболеваний. Обычно приемы массового редактирования генов применяются к одноклеточным организмам, таким как бактерии. Но теперь ученым впервые удалось применить технологию к животным.
Исследователи опробовали свою технику на крошечном черве C. elegans, который является популярным объектом для проведения экспериментов. Один из авторов работы Зак Стивенсон считает, что в дальнейшем этот метод можно будет опробовать и на более крупных лабораторных животных, таких как мухи и мыши.
Ученым может понадобиться создания множества генетических мутаций одновременно по нескольким причинам. Например, они могут искать мутацию, которая позволяет организму стать менее восприимчивым к болезни или же стать более выносливым в определенных условиях.
Такие эксперименты на животных проходят очень медленно. Каждый мутантный штамм, то есть, набор червей с определенным количеством мутаций, должен быть создан индивидуально. Создание одного мутанта обычно занимает семь-10 часов. Но новая методика позволяет значительно ускорить этот процесс.
Чтобы добиться этого, Стивенсон и его коллеги разработали способ сжатия сотен или даже тысяч возможных мутаций в единую «библиотеку». Каждая «книга» в библиотеке — это маленький фрагмент генетического кода, бессмысленный и нефункциональный сам по себе. Каждый фрагмент вписывается в сконструированный пробел в гене.
То есть, вместо индивидуальной инъекции множеству отдельных червей с разными видами гена, ученые могут ввести всю библиотеку мутаций в одного червя. Затем, когда червь размножается, библиотека расширяется. В каждом потомстве случайным образом выбирается одна книга из библиотеки мутаций для завершения целевого гена. Когда сегмент из генной библиотеки вставляется внутрь, он активирует ген, словно щелкая выключателем, чтобы замкнуть электрическую цепь.
В результате ученым удалось получить коллекцию червей со множественными генетическими мутациями. Исследователи назвали свою технологию TARDIS – это отсылка к телефонной будке Доктора Кто. Расшифровывается название как Трансгенные массивы, приводящие к разнообразию интегрированных последовательностей (Transgenic Arrays Resulting in Diversity of Integrated Sequences).