Ученые создали систему CRISPR для одновременного включения и выключения генов

Южнокорейские исследователи разработали первую в мире систему CRISPR, способную одновременно включать и выключать гены в бактериях. Эта технология открывает новые возможности для синтетической биологии и биопромышленности.

(Слева) Принцип работы двухрежимных генетических ножниц CRISPR. (Центр) Проведение масштабного скрининга генома E. coli. (Справа) Система позволяет перепроектировать клеточный метаболизм для значительного увеличения продуктивности. Автор: Корейский институт передовых наук и технологий (KAIST)

Совместная группа под руководством профессора Джу Юн Ли из KAIST и доктора Мён Хён Но из Корейского исследовательского института химических технологий создала двухрежимную систему на основе белка dxCas9. Работа опубликована в журнале Nucleic Acids Research.

Новая система преодолевает ограничения существующих технологий CRISPR, которые в основном были настроены на «выключение» (подавление) генов. Ученые расширили диапазон распознавания мишеней и значительно улучшили функцию активации («включения») генов, используя белки кишечной палочки (E. coli).

«Точная активация генов теперь возможна и у бактерий. Это внесет большой вклад в развитие биоиндустрии на основе синтетической биологии», — заявил доктор Мён Хён Но.

Результаты испытаний показали, что система может увеличивать экспрессию гена до 4,9 раз и подавлять ее до 83%. Более того, она способна одновременно активировать один ген в 8,6 раз и подавлять другой на 90%.

Для демонстрации практической пользы ученые повысили продуктивность производства violacein — фиолетового пигмента с противораковыми свойствами. Путем одновременного включения гена rluC и выключения гена ftsA им удалось добиться 3,7-кратного увеличения выхода вещества.

Профессор Джу Юн Ли отметила, что технология работает и с другими видами бактерий, что открывает перспективы для производства биопрепаратов, химикатов и биотоплива.

Больше информации: Soo Young Moon et al, Dual-mode CRISPRa/i for genome-scale metabolic rewiring in Escherichia coli, Nucleic Acids Research (2025). DOI: 10.1093/nar/gkaf818