|
Согласно данным двух независимых исследовательских групп, ферменты нуклеазы, которые предполагалось использовать для сверхточных правок «больных» генов, при попадании в живую клетку снижают точность и специфичность своей атаки.
Смысл генной терапии заключается в том, чтобы или вообще вырезать из ДНК вредный фрагмент, или заменить мутировавшую последовательность на нормальную. Поручить это можно только сверхспецифичным ферментам, которые узнавали бы строго определённую последовательность и выполняли над ней требуемые «хирургические» операции. У исследователей на примете есть многообещающие кандидаты для таких тонких генных работ - группа нуклеаз с «цинковыми пальцами» в структуре.
Своё название эти белки получили из-за элементов пространственной структуры, которые фиксируются в молекуле с помощью ионов цинка. «Цинковый палец» - обычная вещь у белков, которым приходится иметь дело с нуклеиновыми кислотами (факторов транскрипции, ферментов и т. д.). Посредством той же генной инженерии можно изменить специфичность фермента, создавая таким образом серию белков, нацеленных на самые разные «больные» участки в ДНК. С помощью такого метода можно лечить не только генетические недуги, но и ряд вирусных - например, можно запретить вирусу СПИДа проникать в клетку.
Тем не менее до сих пор нет полной уверенности в абсолютной безвредности этого способа генной терапии. Об этом говорят и данные двух лабораторий, Германского центра онкологических исследований в Гейдельберге и Гарвардского университета (США).
Учёные искали способ определения специфичности работы той или иной нуклеазы. Единственная ошибка может стать фатальной, если фермент, к примеру, активирует ген онкогенного белка. В то же время очевидно, что прочёсывать геномы тысяч клеток в поисках редкой ошибки - занятие бессмысленное. Поэтому одна из лабораторий пошла в обход: исследователи сконструировали вирус, который встраивался туда, где до этого поработала нуклеаза. Фермент так или иначе оставляет уникальный след, вмешиваясь в последовательность ДНК. Обнаружение следа вирусом сильно облегчает поиск - ведь теперь надо найти строго определённую цель, ген самого вируса, который встроился в ДНК в месте работы фермента.
В итоге выяснилось, что подопытная нуклеаза, попав в живую клетку, ошибается совершенно иначе, чем в опытах in vitro. Следовательно, фермент может совершенно непредсказуемо навредить: к тем его ошибкам, что нам удалось учесть, в живом организме могут добавиться совершенно новые. Статья с результатами экспериментов опубликована в журнале Nature Biotechnology.
Вторая группа учёных поступила иначе - она просто сравнила фрагменты, на которые нуклеаза нарезала ДНК, сделанные in vitro и in vivo, в культуре человеческих клеток. Одна из «подопытных» нуклеаз уже участвовала в клинических испытаниях (её проверяли для использования против вируса СПИДа). Как пишут исследователи в журнале Nature Methods, в живой клетке ферменты опять-таки резали ДНК в «лишних» местах, и один такой дополнительный сайт разрезания находился вблизи гена, связанного с развитием рака.
Подобные данные не позволяют однозначно судить о степени опасности применения этих ферментов «как есть», но, как справедливо заключают учёные, в вопросах, касающихся вмешательства в геном, хотя бы и в лечебных целях, лучше лишний раз перестраховаться. Так или иначе придётся провести дополнительную работу, чтобы натаскать будущие генно-медицинские ферменты атаковать именно то, что нужно, не отвлекаясь на посторонние ДНК-последовательности.
На опубликованные результаты экспериментов можно взглянуть и с оптимистической точки зрения - ведь теперь у исследователей есть методы, позволяющие быстро оценить «благонамеренность» поведения конструируемого белка в живой клетке.
Подготовлено по материалам Nature News.
| |