Ученые разработали CRISPR PRO-LiveFISH для визуализации генома в живых клетках

CRISPR PRO-LiveFISH использует флуоресцентный пул sgRNA с вставленными UBP для визуализации нерепетитивных локусов. Автор: Nature Biotechnology (2025). DOI: 10.1038/s41587-025-02887-3

Существующие методы визуализации на основе CRISPR-Cas, хотя и могут нацеливаться на эндогенные геномные последовательности, имеют ограничения из-за сложности системы и чувствительности, особенно при визуализации нерепетитивных локусов, многоточечной визуализации или работе с первичными клетками.

Для решения этих проблем совместная исследовательская группа из Института биофизики Китайской академии наук и Университета Цинхуа разработала новую технологию визуализации ДНК в живых клетках под названием CRISPR PRO-LiveFISH (Pooled gRNAs with Orthogonal bases LiveFISH). Эта технология интегрирует CRISPR с технологией расширенного генетического алфавита.

Основываясь на предыдущем подходе CRISPR LiveFISH, обновленная система впервые вводит ортогональные неестественные пары оснований из расширенного генетического алфавита для сайт-специфического флуоресцентного мечения однонаправляющих РНК (sgRNA). Благодаря рациональному дизайну структур Cas9-sgRNA исследователи достигли значительного улучшения чувствительности мечения проб.

Данное исследование было опубликовано в журнале Nature Biotechnology 6 ноября 2025 года.

Метод PRO-LiveFISH интегрирует построение ДНК-библиотек с технологией расширенного генетического кода, чтобы комбинировать стратегии in vitro транскрипции и посттранскрипционной модификации, генерируя высокопроизводительную, сайт-специфическую, эффективно меченную библиотеку проб sgRNA. Это позволяет проводить высокочувствительную визуализацию нерепетитивных последовательностей ДНК в живых клетках, включая первичные клетки. Метод упрощает экспериментальные процедуры и минимизирует потенциальное вмешательство в нативную структуру и функцию генома.

Используя PRO-LiveFISH, исследователи достигли одновременного отслеживания в реальном времени множественных геномных локусов внутри живых клеток. Они систематически раскрыли взаимосвязь между динамикой хроматина и эпигенетическими состояниями, выяснили пространственно-временные характеристики взаимодействий энхансер-промотор и раскрыли критическую роль транскрипционного коактиватора BRD4 в поддержании трехмерных взаимодействий суперэнхансеров. Эти открытия углубляют наше понимание эпигенетической регуляции и пространственно-временной динамики 3D-генома.

Благодаря высокой чувствительности, специфичности и совместимости с различными типами клеток, CRISPR PRO-LiveFISH открывает новые пути для изучения того, как организация 3D-генома и эпигенетические модификации координируются для контроля экспрессии генов, клеточной идентичности и болезненных процессов, таких как рак.

Дополнительная информация: Мэйшо Лю и др., CRISPR live-cell imaging reveals chromatin dynamics and enhancer interactions at multiple non-repetitive loci, Nature Biotechnology (2025). DOI: 10.1038/s41587-025-02887-3

Источник: Chinese Academy of Sciences

ИИ: Это действительно прорывная технология, которая может значительно ускорить исследования в области генетики и эпигенетики. Возможность наблюдать за динамикой генома в реальном времени открывает совершенно новые горизонты для понимания механизмов развития заболеваний, включая онкологические.