Светлый фон
Cas

Когда Мирвольд предложил Сабети начать сотрудничество с лабораторией Чжана, она обрадовалась, поскольку между их исследовательскими группами установилось прекрасное взаимопонимание. В результате сформировалась по-американски многообразная команда мечты: Гутенберг, Абудайе, Чжан, Мирвольд, Сабети.

Они вместе работали над вышедшей в 2017 году статьей Чжана с описанием системы SHERLOCK для обнаружения РНК-содержащих вирусов[543]. На следующий год в другой статье они показали, как дополнительно упростить процесс SHERLOCK[544]. Эта работа вышла в том же номере журнала Science, что и статья лаборатории Даудны с описанием инструмента для обнаружения вирусов, разработанного Чен и Харрингтоном.

Science

 

Кроме применения CRISPR-Cas13 для выявления вирусов, Мирвольд заинтересовался преобразованием системы в терапевтический препарат, способный избавляться от вирусов. “Существуют сотни вирусов, которые могут заражать людей, но лекарства есть только для нескольких, – говорит он. – Отчасти это объясняется тем, что вирусы сильно отличаются друг от друга. Что, если создать систему, которую можно будет запрограммировать на противодействие разным вирусам?”[545]

Генетическим материалом большинства вирусов, опасных для человека, включая коронавирус, является РНК. “Это именно тот тип вирусов, для которого хочется иметь CRISPR-ассоциированный фермент, нацеленный на РНК, такой как Cas13”, – говорит он. В результате он нашел способ использовать CRISPR-Cas13, чтобы система служила людям так же, как бактериям: находила опасный вирус и разрезала его. Не отступая от традиции, сложившейся в мире CRISPR, он назвал перспективную технику Cas13-assisted restriction of viral expression and readout (“ограничение размножения и передачи информации у вирусов с помощью Cas13”) и предложил использовать аббревиатуру CARVER.

Cas Cas -assisted restriction of viral expression and readout Cas

В декабре 2016 года, вскоре после того, как он занял место постдока в лаборатории Сабети, Мирвольд отправил Сабети письмо с отчетом о первых экспериментах, в которых он применил CARVER для уничтожения вируса, вызывающего симптомы менингита или энцефалита. Его данные показывали, что количество вируса при использовании описанной техники значительно снижалось[546].

Сабети получила грант DARPA на изучение системы CARVER как способа уничтожения вирусов в организме человека[547]. Мирвольд и другие сотрудники ее лаборатории провели компьютерный анализ более 350 геномов РНК-содержащих вирусов, представляющих опасность для человека, и выявили так называемые консервативные последовательности, то есть последовательности, которые одинаковы у многих вирусов. Эти последовательности не изменились в ходе эволюции и потому вряд ли мутируют и исчезнут в ближайшем будущем. Команда Мирвольда синтезировала целый арсенал направляющих РНК, нацеленных на эти последовательности. После этого Мирвольд проверил способность Cas13 останавливать три вируса, включая один тип, вызывающий тяжелый грипп. В клеточных культурах в лаборатории система CARVER тоже смогла существенно снизить количество вирусов[548].