Том 9, №3

Введение в специальный тематический выпуск журнала Биомика
Описана краткая история и предыстория изучения CRISPR/Cas систем, приведена терминология, показано разнообразие CRISPR/Cas систем, а также различные улучшения технологии геномного редактирования. Проведен наукометрический анализ публикаций в этой области. Приведены примеры редактирования геномов ряда видов растений. Список цитированной литературы составил более 250 наименований и при этом большинство работ опубликованы в последние два-три-четыре года, и лишь немногочисленные статьи, имеющие отношение к истории и предыстории CRISPR/Cas технологии, датированы более ранними годами.
Значительное внимание уделено вопросам как следует соотносить созданные за счет индуцированного мутагенеза современные сорта растений с полученными с помощью генной инженерии трансгенными растениями или ГМ-растениями, а также с нокаутными и нокин формами CRISPR/Cas редактированных растений в связи с проблемой ГМО. Оценены перспективы внедрения разных форм CRISPR/Cas редактированных растений в сельскохозяйственное производство, включая окультуривание диких форм de novo. Затронуты вопросы редактирования генома человека и отношения общества к этому процессу, а также проведение сообществом DIY биологов экспериментов по геномному редактированию. Рассмотрена непростая ситуация с патентованием CRISPR/Cas технологии и ее коммерциализация.
Кратко рассмотрены особенности многочисленных программ дизайна гидРНК с указанием их актуальных web-страниц и описаны этапы работы с ними. Для ряда программ приведена более подробная характеристика, отраженная в специальном Приложении. Перечислены программы поиска произведенных в результате CRISPR/Cas редактирования мутаций в геномах различных организмов. Отмечены базы данных по предварительно подобранным гидРНК для ряда геномов растительных и животных организмов, включая человека. Проведен анализ практически всей имеющейся литературы по компьютерному дизайну гидРНК и соответствующих интернет-ресурсов.
Дана краткая характеристика CRISPR-локусов, встречающихся приблизительно у половины бактерий и у большинства архей. Показана их типичная организация, важным элементом которой служат CRISPR-кассеты, содержащие уникальные спейсеры, перемежающиеся одинаковыми прямыми повторами. Кратко рассмотрены специализированные программы поиска CRISPR-кассет в секвенированных геномах микроорганизмов и в метагеномных данных путем выявления в них повторяющихся участков. Приведены актуальные web-страницы таких программ и в табличной форме указаны их предназначения и возможности. Отмечены базы данных по CRISPR-локусам с указанием их web-адресов. Проведен анализ практически всей имеющейся литературы по данному вопросу и соответствующие интернет-ресурсы.
В статье рассмотрена эволюция методов геномного редактирования, начиная с индуцированного мутагенеза, вызывающего под действием физических факторов или химических агентов случайные мутации в геномах. Индуцированную полиплоидию принято считать геномной мутацией и при этом ее также можно рассматривать как некий вариант редактирования генома в виде полной его дупликации. Отмечено, что для эффективного направленного редактирования геномов любых организмов необходимо внесение двуцепочечных разрывов в целевые места молекул ДНК. Описываются методы направленного мутагенеза с помощью химерных олигонуклеотидов, рекомбинации с использованием мегануклеаз, искусственных молекулярных «ножниц» ARCUT, нуклеаз «цинковых пальцев», нуклеаз на основе эффекторных TAL белков, а также Cas нуклеаз, являющихся составной частью передовой CRISPR/Cas технологии редактирования геномов. Продемонстрирован весомый вклад отечественных ученых в отдельные направления получения мутантных растений, несмотря на чинимые им препятствия. Цитированная литература охватила более чем столетний период.
В статье рассмотрены различные применения CRISPR-локусов и их компонентов: а) для генотипирования штаммов некоторых бактерий (CRISPR-кассеты); б) для исследования фундаментальных вопросов функционирования отдельных генов, генных сетей и РНК-транскриптов (CRISPR/dCas системы); в) для высокочувствительной CRISPR-Dx детекции специфичных последовательностей нуклеиновых кислот (нуклеаза Cas13a).

Обратный звонок
Представьтесь, мы вам перезвоним.
Ваша заявка успешно отправлена!
Необходимо принять условия соглашения
Вы заполнили не все обязательные поля
Произошла ошибка, попробуйте ещё раз