Синдром Дауна связан с трисомией хромосомы 21
Синдром Дауна вызван избытком генетической информации из‑за третьей копии хромосомы 21. Этот дисбаланс нарушает работу клеток и формирует клинические проявления, для которых долгое время не существовало лечения. Ученые предложили подавлять активность лишней хромосомы без ее физического удаления.
Ген XIST и естественный механизм инактивации хромосом
В женских клетках один из X‑хромосом всегда подавляется для генетического баланса. Ключевую роль играет ген XIST, который кодирует РНК и инактивирует хромосому через изменение структуры хроматина. Исследователи проверили, можно ли применить этот механизм к хромосомам, вызывающим заболевания, включая синдром Дауна.
Эксперименты с XIST и внедрение CRISPR/Cas9
В 2013 году Жанна Лоуренс показала подавление лишней хромосомы 21 с помощью XIST в культивируемых человеческих клетках. В 2020 году метод применили к нейрональным стволовым клеткам, однако эффективность внедрения XIST оставалась низкой. Ситуация изменилась после работы команды Центра медицинских исследований Бет Исраэль Диконесс в Бостоне, опубликованной в журнале PNAS.
Исследователи использовали модифицированную технологию CRISPR/Cas9, которая действует как молекулярные «ножницы». Усовершенствованный вариант системы повысил эффективность интеграции XIST, и РНК начала подавлять именно третью копию хромосомы 21. Интеграция XIST достигла 20–40 % клеточных линий с трисомией 21 и не затронула другие гены.
Риски CRISPR/Cas9 и этические ограничения
CRISPR/Cas9 может вызывать мутации off‑target, когда разрезы происходят в похожих, но нецелевых участках ДНК. Такие ошибки способны приводить к тяжелым клеточным нарушениям или раку. Исследования также показывают, что редактирование эмбрионов часто приводит к мозаицизму и неполным изменениям генома.
На фоне этих рисков усиливается этическая дискуссия о вмешательстве на стадии эмбриона до имплантации. Редактирование генов в эмбрионах с репродуктивными целями остается запрещенным в большинстве стран.
Оригинал: источник
