«Мы приспособили CRISPR/Cas9 для работы в совершенно новой обстановке. В прошлом, эта система применялась для редактирования генов и обнаружения ДНК или РНК, однако наша система PICASSO позволяет использовать CRISPR/Cas9 для поиска антител и прочих белковых молекул», - заявил научный сотрудник Гарвардского университета (США) Карл Барбер, чьи слова приводит пресс-служба фонда Шмидтов.
Геномный редактор CRISPR/Cas9 был открыт в начале 2010 годов сразу тремя группами зарубежных генетиков, две из которых получили за это открытие Нобелевскую премию в прошлом году. За последние годы биологи создали новые вариации этой системы, которые способны редактировать не только молекулы ДНК, но и РНК, а также распознавать их внутри различных растворов.
Это, в частности, позволяет использовать CRISPR/Cas9 для создания дешевых и быстрых тестов на COVID-19. Барбер и его коллеги приспособили «нобелевский» геномный редактор для решения еще одной нетипичной для него задачи - поиска произвольных антител и других белков в крови и прочих биожидкостях, потенциально содержащих сотни тысяч подобных молекул.
Сейчас для этих целей ученые используют иммуноферментный анализ и искусственно выращенные частицы вирусов-бактериофагов, в чью оболочку встроены «мишени", распознаваемые антителами. Оба этих метода работают очень эффективно, однако они плохо приспособлены для одновременного поиска большого числа разных белковых молекул.
Быстрый тест на антитела
Биохимики предположили, что эту проблему можно решить, воспользовавшись высокой избирательностью действия CRISPR/Cas9. Для этого ученые модифицировали структуру фермента Cas9 таким образом, чтобы он мог соединяться с определенными короткими последовательностями РНК или ДНК, а также с конкретными белковыми молекулами.
Подобный подход позволяет одновременно использовать огромный набор различных вариаций Cas9 для одновременного поиска большого числа самых разных антител и прочих белковых молекул. Для этого достаточно нанести на подложку большое количество нитей ДНК, с которыми соединяются молекулы Cas9, и погрузить их в изучаемый раствор.
«Представьте себе, что вы хотите нарисовать картину. Вместо того, чтобы сделать это нормальным способом, вы просто перемешиваете все краски, выливаете их на холст, и они сами распределяются по нему и формируют идеальный портрет. Наша система работает подобным образом, что позволяет находить любые белки, в которых вы заинтересованы», - пояснил Барбер.
Работу этой системы ученые проверили на образцах крови, полученных от пациентов, недавно перенесших коронавирусную инфекцию. Как показали последующие тесты, модифицированные молекулы Cas9 успешно распознали сразу несколько антител, способных соединяться с белками оболочки SARS-CoV-2.
Широкое применение системы PICASSO в будущем, по мнению Барбера и его коллег, позволит резко удешевить и ускорить поиск антител, а также изучение свойств различных белковых молекул, присутствующих в организме людей и прочих живых существ.
Источник: nauka.tass.ru
