Команда вчених з Італії використовувала епігенетичне редагування як альтернативу традиційному редагуванню генома. Вони “вимкнули” ген, відповідальний за регуляцію “поганого” холестерину, без зміни первинної послідовності ДНК.
Дослідники доставили в організм мишей особливі білки з цинковими пальцями за допомогою ліпідних наночастинок. В організмі ці білки зв’язувалися з ДНК у ділянці необхідного гена і блокували його експресію. У результаті рівень холестерину знижувався. Це відкриває нові перспективи для точного і безпечного лікування захворювань з мінімальним ризиком небажаних побічних ефектів.
Однояйцеві близнюки розвиваються з однієї заплідненої яйцеклітини і мають однаковий геном. Будь-які відмінності між ними, навіть в ознаках зі значним генетичним компонентом (скажімо, в одного розвивається захворювання серця, а в іншого – ні), зумовлені навколишнім середовищем. Це відомо як епігенетика. Гени в ДНК містять інструкції для створення білків, які є основою для різних характеристик і функцій клітин. Процес, під час якого гени “читаються” і перетворюються на білки, називається експресією генів. Епігенетичні зміни можуть впливати на те, як гени “читаються” і транслюються в білки. Тим самим вони посилюють або пригнічують пов’язане з цим виробництво білка, але без зміни самої послідовності ДНК.
У новому дослідженні вчені з Наукового інституту IRCCS Сан-Раффаеле в Італії продемонстрували метод епігенетичного редагування, який змусив “замовкнути” ген, що регулює рівень холестерину в мишей, без зміни генома.
- Як швидко спалити вісцеральний жир: нове відкриття принесло більше питань, ніж відповідей
- Чому ковбаса і сосиски вважаються шкідливою їжею
- Зір у мишей відновили завдяки вдосконаленій системі CRISPR
Вчені націлилися на ген Pcsk9, який дає інструкції зі створення білка PCSK9. Цей білок контролює кількість рецепторів, які видаляють “поганий” холестерин із кровотоку (ліпопротеїн низької щільності, ЛПНЩ). Блокування PCSK9 звільняє більше рецепторів для виведення холестерину ЛПНЩ, знижуючи його рівень. Провівши деякі аналізи, дослідники виявили, що білки з цинковими пальцями найефективніше пригнічують Pcsk9 у мишей. Цинкові пальці – це структури в білках, які взаємодіють з ДНК, і складаються з особливих амінокислотних залишків, що зв’язуються з іонами цинку.
Команда використовувала ліпідні наночастинки для доставляння механізму епігенетичного редагування в печінку, де рецептори холестерину ЛПНЩ особливо поширені. Одна доза придушила Pcsk9, майже вдвічі знизивши рівень циркуляційного білка PCSK9 на один рік. Метод блокував до 75% Pcsk9, виконуючи ті ж функції, що і звичайне редагування генів, при цьому не шкодячи ДНК.
Перспективним способом лікування захворювань також є редагування геному за допомогою “генетичних ножиць” або CRISPR. Однак під час використання цієї технології є ризик виникнення несподіваних проблем, таких як генетичні мутації або негативні ефекти, які можуть вплинути на роботу інших генів. Епігенетичне редагування – більш сприятлива альтернатива, оскільки хімічні властивості ДНК змінюються без зміни самого геному.