Новый CRISPR-чип находит генетические мутации за считанные минуты

Светлана Белякова – 26 марта 2019

Устройство можно использовать как в кабинете врача, так и в полевых условиях, не отправляя образцы в лабораторию.

Устройство CRISPR-Chip сделано из CRISPR и электронного транзистора из графена. CRISPR – инструмент для редактирования генома путем удаления, добавления или изменения последовательных участков ДНК. CRISPR-Chip направлено на диагностику генетических мутаций и на точное редактирование генома. Для анализа необходимо просто поместить образец ДНК на чип, и графеновый транзистор в считанные минуты сообщит результаты поиска.

В отличие от большинства генетических тестирований CRISPR-Chip использует наноэлектронику и не требует предварительного копирования интересующего сегмента ДНК. Чтобы использовать способность CRISPR нацеливаться на гены, ученые взяли дезактивированный белок Cas9, способный найти определенное место в ДНК, и привязали его к транзисторам из графена.

Чтобы использовать способность CRISPR нацеливаться на гены, исследователи взяли дезактивированный белок Cas9 - вариант Cas9, который может найти определенное место в ДНК, но не разрезает его - и привязали его к транзисторам, изготовленным из графена. Когда комплекс CRISPR находит точку на ДНК, на которую он нацеливается, он связывается с ней и запускает изменение электрической проводимости графена, что, в свою очередь, меняет электрические характеристики транзистора. Фото: Keck Graduate Institute

Но для того, чтобы Cas9 мог найти необходимое место в геноме, сначала его нужно снабдить фрагментом «направляющим РНК». Белок сначала «распаковывает» двухцепочечную ДНК и анализирует ее. Когда комплекс CRISPR находит необходимое место, он связывается с ним и запускает изменение электрической проводимости графена, за счет чего материал показывает изменения. В конце белок «закрывает» цепь ДНК. Графен, построенный из одного атомного слоя углерода, настолько чувствителен к электричеству, что может обнаружить «попадание» последовательности ДНК в образец полного генома без многочисленных копий.