Редактирование генома с помощью направляемой РНК-нуклеазы CRISPR/Cas9

Генетическая инженерия модельных организмов и культивируемых клеток на протяжении десятилетий позволяла получать важные сведения о механизмах развития сердечно-сосудистой системы и заболеваний. В последние годы разработка нескольких нуклеазных систем расширила спектр модельных организмов и клеточных систем, пригодных для генетической модификации. Среди них система CRISPR (короткие палиндромные повторы, регулярно расположенные группами и разделённые уникальными последовательностями)/Cas9 (CRISPR-ассоциированный белок 9) стала наиболее востребованной благодаря простоте применения. В настоящем обзоре рассматривается эта направляемая РНК нуклеазная система для редактирования генома с точки зрения её применимости в исследованиях сердечно-сосудистых заболеваний и потенциальной терапии. Обсуждаются исследования её активности вне целевых участков, а также подходы к её снижению. Рассматриваются преимущества редактирования генома по сравнению с таргетированием генов в эмбриональных стволовых клетках, включая широкий спектр видов и типов клеток, к которым применим этот метод. Также обсуждается использование системы в индуцированных плюрипотентных стволовых клетках (iPSC) для исследовательских и потенциальных терапевтических целей; кроме того, рассматривается её применение при мышечных дистрофиях, где достигнут значительный прогресс в восстановлении дистрофина у мышей. Система CRISPR/Cas9 также используется для высокопроизводительного скрининга генов, регуляторных участков генов и длинных некодирующих РНК. Помимо этого, систему CRISPR применяют без редактирования генов — для активации и подавления экспрессии генов, а также для флуоресцентной метки хромосомных участков и отдельных молекул мРНК с целью отслеживания их внутриклеточной локализации. Наконец, будет представлен подход, позволяющий обойти неспособность постмитотических клеток поддерживать редактирование генома на основе гомологичной рекомбинации. В заключение следует отметить, что области применения системы CRISPR/Cas быстро расширяются и стремительно меняют подходы к изучению механизмов заболеваний человека.