Некоторые вирусы, называемые ретровирусами, могут заставлять РНК создавать копии ДНК — процесс, называемый обратной транскрипцией. Этот процесс, как известно, подвержен ошибкам, потому что эволюционный предок всех вирусов никогда не обладал способностью точно копировать генетический материал.Новая инновация, разработанная в UT Austin, — это фермент, который выполняет обратную транскрипцию, но также может «корректировать» или проверять свою работу при копировании генетического кода. Фермент впервые позволяет копировать большие объемы информации РНК с почти идеальной точностью.
«Мы создали новую группу ферментов, которые могут считывать генетическую информацию внутри живых клеток с беспрецедентной точностью», — говорит Джаред Эллефсон, научный сотрудник Центра систем и синтетической биологии Университета штата Калифорния в Остине. «Не обращая внимания на эволюцию, наш фермент может исправлять ошибки при копировании РНК».Обратная транскрипция в основном связана с ретровирусами, такими как ВИЧ.
В природе неспособность этих вирусов точно копировать ДНК могла со временем способствовать созданию разнообразия видов, что усложняет жизнь, которую мы знаем.С момента открытия обратной транскрипции ученые использовали ее для лучшего понимания генетической информации, связанной с наследственными заболеваниями и другими аспектами здоровья человека.
Тем не менее, склонность к ошибкам существующего секвенирования РНК является проблемой для ученых.«Благодаря корректуре наш новый фермент повышает точность и достоверность секвенирования РНК», — говорит Эллефсон. «Без возможности точного считывания РНК мы не можем точно определить внутреннее устройство клеток. Эти ошибки могут привести к ошибочным данным в исследовательской лаборатории и потенциальной ошибочной диагностике в клинической лаборатории».Эллефсон и команда исследователей разработали новый фермент, используя направленную эволюцию, чтобы обучить ДНК-полимеразу с высокой точностью (корректурой) использовать шаблоны РНК.
Новый фермент под названием RTX сохраняет высокоточную и эффективную функцию корректуры при копировании РНК. Точность повышается как минимум втрое, а может быть и в 10 раз точнее.
Этот новый фермент может улучшить методы, используемые для чтения РНК из клеток.«По мере того, как мы приближаемся к эпохе персонализированной медицины, где все расшифровки стенограммы будут считываться почти так же легко, как и измерение пульса, точность информации о последовательности будет становиться все более важной, — сказал Энди Эллингтон, профессор молекулярной биологии. «Значение этого заключается в том, что теперь мы можем копировать большие объемы информации РНК, обнаруженной в современных геномах, в форме транскриптов РНК, которые кодируют почти все аспекты нашей физиологии. Это означает, что диагнозы, поставленные на основе геномной информации, намного больше вероятно, будет точным ".Помимо Эллефсона и Эллингтона, в число авторов входят Джимми Голлихар, Рагхав Шрофф, Харида Шиврам и Вишванат Айер.
Все они связаны с отделом молекулярных биологических наук Техасского университета в Остине.Это исследование было поддержано грантами Агентства перспективных оборонных исследовательских проектов, научных сотрудников факультета национальной безопасности и инженерии, НАСА и Фонда Уэлча.
Был подан предварительный патент на новую последовательность фермента.