Редактирование генов CRISPR вызывает хаос в ДНК эмбрионов человека

Способность технологии редактирования генов CRISPR безопасно модифицировать человеческие эмбрионы была поставлена ​​под сомнение после нескольких недавних работ американских ученых, описывающих массовые нарушения ДНК в эмбрионах, подвергнутых редактированию. 

В трех работах, которые были направлены на редактирование только одного гена, результаты показали крупномасштабные уничтожения участков хромосом и перестройки ДНК в областях, окружающих целевую последовательность. И если предыдущие исследования демонстрировали, что редактирование генов может привести к мутациям, отдаленным от целевого региона, то три последние привлекают внимание к более локализованному повреждению с участием более крупных последовательностей ДНК, которые могут быть пропущены при традиционных скринингах безопасности, сообщает Nature. 

Эти исследования были предназначены только для опытных целей, то есть эмбрионы были уничтожены после окончания эксперимента. Но теперь многие ученые высказывают свои возражения против дальнейшего редактирования генов человека. 

В первом исследовании ученые из Института Фрэнсиса Крика использовали CRISPR для удаления гена POU5F1 – важного фактора развития эмбрионов. Когда они проанализировали влияние этой процедуры на геном, то неожиданно обнаружили, что эмбрионы содержали дополнительные аномалии, которые включали в себя существенные перестройки ДНК и разрушение нескольких тысяч пар оснований.

Вторая группа из Колумбийского университета попыталась модифицировать эмбрионы с вызывающей слепоту мутацией в гене EYS – наиболее распространенном гене, провоцирующем дегенеративное состояние глаз (пигментный ретинит). Но в дополнение к ожидаемым изменениям ученые сообщили, что почти половина из 23 эмбрионов также потеряла большие участки хромосомы, на которой расположен EYS, а иногда хромосома полностью исчезала. 

Наконец, в исследовании, опубликованном учеными из Университета здоровья и науки штата Орегон, которое было направлено на исправление мутации в гене MYBPC3, вызывающей заболевание сердца, его авторы также сообщили о значительных нарушениях после редактирования в хромосоме, содержащей этот ген. 

Это означает, что нельзя просто изменить опасный ген. CRISPR воздействует на большую часть ДНК вокруг гена, который ученые пытаются редактировать. А это может влиять на другие гены и вызывать непредсказуемые нарушения в организме.

Ученые еще раз убедились, насколько мало им известно о том, как организм естественным образом восстанавливает молекулярные срезы в геноме, сделанные с помощью технологии CRISPR. Иногда срабатывает механизм, который аккуратно соединяет недавно отщепленные концы ДНК, подвергнутые редактированию, а иногда нет, что приводит к повреждению ДНК. Что и говорить –  даже самым большим умам человечества пока еще трудно тягаться с природой!