Кофеин как переключатель для CRISPR: новая система редактирования генов

Новая система редактирования генов использует кофеин в качестве триггера, позволяя ученым включать активность CRISPR внутри модифицированных клеток. Источник: Shutterstock

Ученые из Техасского университета A&M разработали систему, которая использует кофеин для контроля над инструментом редактирования генов CRISPR. Этот подход, называемый хемогенетикой, позволяет с помощью внешних химических сигналов управлять активностью внутри специально запрограммированных клеток.

Профессор Юйбин Чжоу и его команда создали систему, где ключевым компонентом является «кофеиновое тело» (caffebody) — нанотело, активируемое кофеином. В клетки заранее вводятся гены, производящие три компонента: нанотело, его белок-мишень и механизм CRISPR. После этого употребление примерно 20 мг кофеина (содержится в кофе, шоколаде или коле) заставляет нанотело и его партнерский белок связаться, что, в свою очередь, активирует CRISPR для редактирования генов.

Система также позволяет контролировать Т-клетки иммунной системы, что открывает перспективы для борьбы с раком. Более того, процесс является обратимым: препарат рапамицин может разъединить связанные белки, останавливая редактирование. Это дает врачам возможность тонко регулировать терапию, временно приостанавливая ее при побочных эффектах.

По словам Юйбина Чжоу, в долгосрочной перспективе эта платформа может позволить, например, пациентам с диабетом стимулировать выработку инсулина, просто выпив чашку кофе. В онкологии модифицированные Т-клетки с «кофеиновыми телами» позволят врачам точно управлять атакой иммунной системы на опухоль.

«Нас вдохновляет идея перепрофилирования хорошо известных лекарств и даже обычных пищевых ингредиентов, таких как кофеин, для выполнения совершенно новых задач», — сказал Чжоу.

Метод уже протестирован на лабораторных животных, где триггером служили как кофеин, так и его метаболиты, например, теобромин из шоколада. Ученые планируют продолжить доклинические испытания, чтобы приблизить будущее, где привычные вещества станут частью передовой прецизионной медицины.