Скриншот видео CRISPR
CRISPR — это набор молекулярных ножниц, которые меняют мир. Это фермент, который режет ДНК, и ученые выяснили в 2012 году, что они могут использовать его для эффективного редактирования генов: просто пометьте молекулу CRISPR небольшим количеством РНК (тонкой ленты генетического материала, которая прилипает к ДНК), чтобы вести ее, и он может вырезать и «переписать» любой фрагмент ДНК.
Исследователи играли с CRISPR в течение многих лет, занимались ВИЧ, удаляли генетические заболевания из клеток экспериментальных человеческих эмбрионов и повышали возможность перекрестных трансплантаций органов. Некоторые ученые даже всерьез говорят о воскрешении давно исчезнувшего мамонта с помощью CRISPR.
Но до сих пор ученые не наблюдали в CRISPR прямо. Они знают, что это работает, потому что, если CRISPR используется в некоторых ячейках, эти клетки меняют ДНК. Но поскольку задействованные молекулы существуют в таком крошечном масштабе, невероятно сложно непосредственно наблюдать за ними в действии.
Но это не означает невозможного. В статье, опубликованной 10 ноября в журнале Nature Communications, группа исследователей, возглавляемая Микихиро Шибатой из Университета Канадзавы и Хироши Нишимасу из Токийского университета, продемонстрировала визуальное наблюдение за CRISPR в действии.
Single-molecule movie of DNA search and cleavage by CRISPR-Cas9. pic.twitter.com/3NQxmbvzJF
— hnisimasu (@hnisimasu) November 10, 2017
В тот же день Нишимасу поделился GIF на Twitter, который показывает, что действие разворачивается почти в реальном времени.
Немного сложно разобрать, что здесь происходит. Эти длинные коричнево-коричневые линии? Это линии ДНК. Солнечно-желтая капля? Это фермент CRISPR-Cas9, который кратко называется CRISPR, и его блок управления РНК. Пурпурные стрелки указывают на пятно на нитях, которые режет CRISPR, а вторая часть ДНК, обозначенная серой стрелкой, отделяется после того, как CRISPR заканчивает раскалывание. Весь процесс, который ускоряется в GIF, занимает около 30 секунд.
Исследователи захватили видео, используя технику, известную как атомно-силовая микроскопия. В блоге для института Джорджии Nano Research Group Технологического, исследователь Уэнджи Май, пояснил, что атомно — силовая микроскопия означает затрагивание объекта снова и снова, точка за точкой, очень быстро, невероятно резкой иглой и запись силы, с которой сталкивается игла. Это позволяет исследователям строить в наноразмерном плане — изображения и видео затронутой области.
Это видео впервые показывает, что при прямом наблюдении CRISPR ведет себя так же, как давно подозревали исследователи. Когда исследователи продемонстрировали свое видео на конференции в Большом Небе, штат Монтана, аудитория, полная опытных пользователей CRISPR, ахнула.
