CRISPR - это набор молекулярных ножниц, которые меняют мир. Это фермент, который разрезает ДНК, и в 2012 году ученые выяснили, что они могут использовать его для дешевого и эффективного редактирования генов: просто пометьте молекулу CRISPR небольшим количеством РНК (тонкая полоска генетического материала, которая прилипает к ДНК), чтобы направлять ее. и он может вырезать и «переписать» любой фрагмент ДНК, который его обладатели хотели бы нацелиться.
Исследователи годами играют с CRISPR, борясь с ВИЧ, удаляя генетические заболевания из клеток экспериментальных человеческих эмбрионов и повышая вероятность пересадки органов разных видов. Некоторые ученые даже всерьез говорят о воскрешении давно вымершего шерстистого мамонта с помощью CRISPR.
Но до сих пор ученые непосредственно не наблюдали CRISPR в действии. Они знают, что это работает, потому что, если CRISPR используется на некоторых клетках, эти клетки производят ДНК с примененными правками. Но поскольку вовлеченные молекулы существуют в таких крошечных масштабах, невероятно трудно непосредственно наблюдать их в действии.
Но «сложно» не значит невозможно. В статье, опубликованной 10 ноября в журнале Nature Communications, группа исследователей во главе с Микихиро Шибата из Университета Канадзава и Хироши Нишимасу из Токийского университета продемонстрировала визуальное наблюдение CRISPR в действии.
В тот же день Нишимасу поделился GIF-файлом в Твиттере, который показывает, что действие разворачивается практически в реальном времени.
Немного сложно разобрать, что здесь происходит, но стрелки, которые добавили исследователи, помогают. Эти длинные кофейно-коричневые линии? Это нити ДНК. Солнечно-желтая капля? Это фермент CRISPR-Cas9, кратко называемый CRISPR, и его капля направляющей РНК. Фиолетовые стрелки указывают на место на нити, в которую вклинивается CRISPR, а второй кусок ДНК, обозначенный серой стрелкой, отделяется после того, как CRISPR заканчивает процесс сжатия. Весь процесс, ускоренный в GIF, занимает около 30 секунд.
Исследователи сняли видео, используя технику, известную как атомно-силовая микроскопия. В своем блоге для Нано-исследовательской группы Технологического института Джорджии исследователь Венджи Май, который не участвовал в работе над новой статьей, объяснил, что атомно-силовая микроскопия включает в себя многократное постукивание, пункт за точкой, очень быстро, с невероятно невероятной острая игла и регистрация силы, с которой сталкивается игла. Это позволяет исследователям создавать грубые, но чрезвычайно четкие в наномасштабах изображения и видео пораженной области.
Это видео впервые демонстрирует прямое наблюдение за поведением CRISPR, как это давно предполагали исследователи. Вчера (13 ноября) The Atlantic сообщила, что, когда исследователи продемонстрировали свое видео на конференции в Биг Скай, штат Монтана, аудитория, полная опытных пользователей CRISPR, ахнула.
