Китайские учёные создали инструмент, способный точно редактировать миллионы пар нуклеотидов ДНК, решив одну из сложнейших задач генной инженерии последних десятилетий. Разработку возглавила Гао Цайся из Института генетики и биологии развития Китайской академии наук. Профессор Инь Хао из медицинского исследовательского института Уханьского университета, не участвовавший в проекте, назвал её «значительным прогрессом» и основой для будущих прорывов в медицине и сельском хозяйстве, сообщил South China Morning Post.
Исследование, опубликованное в рецензируемом журнале Cell, описывает усовершенствованную методику программируемого хромосомного редактирования (programmable chromosome engineering, PCE), которая позволяет изменять крупные фрагменты ДНК — миллионы пар нуклеотидов — в геноме высших организмов, особенно растений.
По данным Пекинского отделения КАН, технология даёт возможность управлять структурной вариацией генома, что открывает перспективы создания более устойчивых сельхозкультур, разработки методов лечения наследственных болезней и ускорения работы над искусственными хромосомами.
В основе разработки — фермент Cre-Lox, применяемый с 1980-х годов для замены или инверсии больших участков ДНК. Однако его эффективность падала с увеличением размера редактируемого сегмента, а на месте изменений оставались «шрамы», затруднявшие дальнейшие манипуляции.
Профессор Инь отметил, что изменения, внесённые с помощью старой технологии, могли быть обратимыми, что делало их временными.
Команда Гао переработала методику, устранив эти недостатки. PCE обеспечивает эффективность более чем в 3,5 раза выше по сравнению с исходным Cre-Lox, исключает образование «шрамов» и сводит к минимуму риск отмены изменений.
Если раньше приходилось обрабатывать тысячу семян, чтобы найти одно с нужными характеристиками, теперь достаточно 100. Это значительно сокращает время и ресурсы при выведении культур.
Учёные прогнозируют, что PCE постепенно заменит Cre-Lox в лабораториях по всему миру, повысив результативность исследований в медицине и агротехнологиях.
Развитие этого подхода может стать фундаментом для слияния достижений синтетической биологии и традиционной селекции, создавая единую платформу для будущих прорывов.