«Возможность конструировать Candida albicans с помощью технологии CRISPR изменила правила игры», — говорит член-основатель Уайтхеда Джеральд Финк, который также является профессором биологии в Массачусетском технологическом институте. «Раньше мы атаковали этот человеческий патоген со связанными за спиной руками. Наши результаты разрывают эти узы, давая нам возможность продвигаться вперед в решении проблем фундаментальных исследований и здоровья человека».C. albicans — это комменсальный организм, который обычно безвредно живет на коже или в кишечнике.
Однако эти дрожжи могут бесконтрольно расти — особенно у людей с ослабленным иммунитетом — вызывая грибковые инфекции от легких до смертельных. C. albicans — стойкий противник, потому что многие штаммы устойчивы к противогрибковым препаратам. Чтобы разработать новые противогрибковые агенты, исследователи должны больше знать о его основной биологии.Одна из тактик для выявления новых мишеней для лекарств в таких патогенных микроорганизмах состоит в том, чтобы нокаутировать каждый из генов организма, чтобы определить, какие из них являются важными и, следовательно, подходящими в качестве мишеней для лекарств.
Геном C. albicans было особенно сложно взломать, потому что он содержит по две копии каждого гена, а существующие методы редактирования генома оказались неэффективными для одновременного удаления обеих копий.В 2012 году система бактериального иммунитета — кластерная система белка 9 (Cas), связанная с регулярными интервалами с короткими палиндромными повторами (CRISPR) — была перепрофилирована для редактирования генома. Он достаточно точен и эффективен для редактирования обеих копий гена у большинства диплоидных организмов. Однако уникальный генетический состав C. albicans делает стандартную систему CRISPR-Cas неэффективной и требует значительных изменений.
После обширных усилий Валмик Вьяс, научный сотрудник лаборатории Финка, разработал систему CRISPR, которая может работать с C. albicans и большинством других грибов. Вьяс описывает свою систему в выпуске журнала Science Advances за эту неделю.Используя свою измененную систему редактирования генов как в лабораторных, так и в клинических штаммах, Вьяс эффективно мутировал в одном эксперименте обе копии нескольких разных генов, включая членов семейства генов, важных для устойчивости к антибиотикам, а также важный ген.
По оценке Вьяса, его модифицированная система CRISPR-Cas должна быть способна воздействовать на более 98% генома C. albicans. Это означает, что он должен быть в состоянии определить, какие из 6000 генов C. albicans важны и могут стать хорошими мишенями для лекарств.
«Эффективность улучшения, обеспечиваемая этой системой, расширяет масштабы, в которых мы можем проводить генетику этого важного патогена», — говорит Вьяс. «Это захватывающее время для работы над Candida».