Редактирование генома с использованием программируемых нуклеаз делает возможным включение гена, опосредованного гомологичной рекомбинацией (HR). Однако активность HR относительно низка в большинстве культивируемых клеток и организмов.
Эта проблема представляет собой технические препятствия для применения HR-технологий в области наук о жизни.Профессор Такаши Ямамото и его коллеги, доктор Кен-ичи Т. Судзуки и доктор Тецуши Сакума, из Высшей школы естественных наук Университета Хиросимы, профессор Масанобу Обара из Высшей школы естественных наук Университета Хиросимы и профессор Хидеки Сэдзуцу из Высшей школы естественных наук Национальный институт агробиологических наук представил инновационную стратегию нокаута генов с использованием эффекторных нуклеаз, подобных активатору транскрипции (TALEN), и кластеризации коротких палиндромных повторов с регулярными интервалами между собой (CRISPR) / CRISPR-ассоциированного 9 (Cas9), опосредованного микрогомологически опосредованным концом. -соединение, названное системой PITCh (Precise Integration into Target Chromosome). TALEN-опосредованный PITCh обеспечивает эффективную интеграцию экзогенной донорской ДНК в целевые участки хромосом в клетках человека, тутового шелкопряда и лягушки.
Исследовательская группа также продемонстрировала, что CRISPR / Cas9-опосредованная PITCh может применяться в клетках человека без несущей последовательности плазмидного остова. Эти результаты были опубликованы в Nature Communications в статье, озаглавленной «Микрогомология-опосредованная концевыми соединениями-зависимая интеграция донорской ДНК в клетках и животных с использованием TALEN и CRISPR / Cas9».Система PITCh будет полезна для множества приложений, включая создание клеток и животных, моделирующих болезнь, для скрининга лекарств и разработки терапии.
Кроме того, ожидается, что этот метод «нокаута» увеличит эффективность продукции полезных рекомбинантных белков, таких как фармацевтические материалы, в культивируемых клетках животных. Кроме того, у шелкопрядов эти стратегии могут применяться для производства функциональных рекомбинантных белков шелка.
Исследовательская группа ожидает, что система PITCh повысит эффективность методов редактирования генома в различных клетках и организмах, особенно в тех, в которых нокаут генов затруднен из-за низкой эффективности HR.