Cas12 и Mammoth

В 2017 году аспиранты Дженис Чен и Лукас Харрингтон работали в лаборатории Даудны, где изучали недавно открытые CRISPR-ассоциированные ферменты. В частности, объектом их исследования был один из них, Cas12a, который обладал особым свойством. Его, как и Cas9, можно было направлять таким образом, чтобы он находил и разрезал нужную последовательность ДНК. Но этим дело не ограничивалось. Сделав двухцепочечный разрез ДНК-мишени, он принимался без разбора резать все однонитевые ДНК в непосредственной близости от себя. “Мы стали замечать, что он ведет себя весьма странно”, – говорит Харрингтон[507].

Однажды за завтраком муж Даудны Джейми Кейт предположил, что описанное свойство можно использовать для создания диагностического инструмента. Такая же идея пришла в голову Чен и Харрингтону. Они совместили систему CRISPR-Cas12 с молекулой-репортером – флуоресцентным сигналом, связанным с фрагментом ДНК. Когда система CRISPR-Cas12 обнаруживала ДНК-мишень, она также разрезала молекулы-репортеры, которые в результате давали светящийся сигнал. С помощью такого диагностического инструмента можно было определить, присутствует ли в организме пациента конкретный вирус, или бактерия, или рак. Чен и Харрингтон назвали его DNA endonuclease targeted CRISPR trans reporter (“ДНК-нацеленная эндонуклеаза CRISPR-трансрепортер”), чтобы создать на основе этой неуклюжей фразы аббревиатуру DETECTR, напоминающую CRISPR.

Когда в ноябре 2017 года Чен, Харрингтон и Даудна отправили статью с описанием своей работы в журнал Science, редакторы попросили, чтобы они уделили больше внимания тому, как сделать на основе этого открытия диагностический тест. Теперь даже традиционные научные журналы проявляли интерес к переносу достижений фундаментальной науки в прикладную сферу. “Если в журнале просят о таком, – говорит Харрингтон, – начинаешь работать с особым усердием”. В рождественские каникулы 2017 года они с Чен в сотрудничестве с ученым из Калифорнийского университета в Сан-Франциско показали, как их инструмент CRISPR-Cas12 может обнаруживать вирус папилломы человека (ВПЧ), передающийся половым путем. “Мы ездили туда-сюда на «убере», таская с собой гигантскую лабораторную установку, чтобы анализировать пробы разных пациентов”, – вспоминает Харрингтон.

Дженис Чен и Лукас Харрингтон

Даудна попросила редакторов Science рассмотреть статью в приоритетном порядке. Ее снова отправили в журнал в январе 2018 года, дополнив данными о выявлении ВПЧ с помощью DETECTR. Работу приняли к публикации и разместили онлайн в феврале.