Anns na deich bliadhna a dh’ fhalbh, tha an teicneòlas deasachaidh gine stèidhichte air CRISPR air leasachadh gu luath, agus chaidh a chuir an sàs gu soirbheachail ann an làimhseachadh ghalaran ginteil agus aillse ann an deuchainnean clionaigeach daonna.Aig an aon àm, tha luchd-saidheans air feadh an t-saoghail an-còmhnaidh a’ tapadh air innealan ùra ùra le comas deasachaidh gine gus fuasgladh fhaighinn air duilgheadasan innealan deasachaidh gine agus co-dhùnaidhean.

San t-Sultain 2021, dh’ fhoillsich sgioba Zhang Feng pàipear anns an iris Science [1], agus lorg iad gu robh raon farsaing de luchd-tar-chuir a’ còdadh RNA a’ stiùireadh enzyman searbhag niuclasach agus ag ainmeachadh siostam Omega air (a’ toirt a-steach ISCB, ISRB, TNP8).Lorg an sgrùdadh cuideachd gu bheil an siostam Omega a’ cleachdadh earrann de RNA gus slabhraidh dùbailte DNA gearraidh a stiùireadh, is e sin ωRNA.Nas cudromaiche, tha na h-enzyman searbhag niuclasach seo glè bheag, dìreach mu 30% de CAS9, a tha a’ ciallachadh gum faodadh iad a bhith nas dualtaiche a bhith air an lìbhrigeadh gu ceallan.

Air 12 Dàmhair, 2022, dh’ fhoillsich sgioba Zhang Feng anns an iris Nature leis an tiotal: Structar an Omega Nickase ISRB ann an iom-fhillte le ωrna agus Target DNA [2].

Rinn an sgrùdadh tuilleadh mion-sgrùdadh air structar microsgop dealanach reòta ISRB-ωRNA agus iom-fhillte DNA targaid ann an siostam Omega.

Is e ISCB sinnsear CAS9, agus is e ISRB an aon rud a thaobh dìth fearann ​​​​aigéad nucleic HNH de ISCB, agus mar sin tha am meud nas lugha, dìreach mu 350 amino-aigéid.Tha DNA cuideachd na bhunait airson tuilleadh leasachaidh agus cruth-atharrachadh innleadaireachd.

Tha IsrB air a stiùireadh le RNA na bhall den teaghlach OMEGA air a chòdachadh leis an superteaghlach IS200 / IS605 de transposons.Bho sgrùdadh phylogenetic agus raointean sònraichte co-roinnte, tha coltas ann gu bheil IsrB mar ro-ruithear IscB, a tha na shinnsear aig Cas9.

Anns a’ Chèitean 2022, dh’fhoillsich Saotharlann Lovely Dragon Oilthigh Cornell pàipear anns an iris Science [3], a’ dèanamh anailis air structar IscB-ωRNA agus an dòigh air DNA a ghearradh.

An coimeas ri IscB agus Cas9, tha dìth àrainn HNH nuclease, an lobe REC, agus a’ mhòr-chuid de na raointean eadar-obrachaidh sreath PAM aig IsrB, agus mar sin tha IsrB mòran nas lugha na Cas9 (dìreach mu 350 amino-aigéid).Ach, tha meud beag IsrB air a chothromachadh le RNA treòrachaidh an ìre mhath mòr (tha an omega RNA aige mu 300 nt a dh’ fhaid).

Rinn sgioba Zhang Feng mion-sgrùdadh air structar microsgop cryo-electron IsrB (DtIsrB) bhon bacterium anaerobic teas tais Desulfovirgula thermocuniculi agus an iom-fhillte de ωRNA agus DNA targaid.Sheall mion-sgrùdadh structarail gu robh structar iomlan pròtain IsrB a’ roinn structar cnàimh-droma le pròtain Cas9.

Ach is e an eadar-dhealachadh gu bheil Cas9 a’ cleachdadh an lobe REC gus aithneachadh targaidean a dhèanamh comasach, fhad ‘s a tha IsrB an urra ris an ωRNA aige, le pàirt dheth a’ cruthachadh structar trì-thaobhach iom-fhillte a tha ag obair mar REC.

Gus tuigse nas fheàrr fhaighinn air na h-atharrachaidhean structarail aig IsrB agus Cas9 rè mean-fhàs bho RuvC, rinn sgioba Zhang Feng coimeas eadar na structaran targaid ceangail DNA aig RuvC (TtRuvC), IsrB, CjCas9 agus SpCas9 bho Thermus thermophilus .

Tha mion-sgrùdadh structarail IsrB agus an ωRNA aige a’ soilleireachadh mar a tha IsrB-ωRNA ag aithneachadh agus a’ glanadh DNA targaid còmhla, agus cuideachd a’ toirt seachad bunait airson tuilleadh leasachaidh agus innleadaireachd den nuclease miniaturized seo.Bidh coimeas ri siostaman eile fo stiùir RNA a’ soilleireachadh eadar-obrachadh gnìomh eadar pròtanan agus RNAn, ag adhartachadh ar tuigse air bith-eòlas agus mean-fhàs nan siostaman eadar-mheasgte sin.

Ceanglaichean:

1.https://www.science.org/doi/10.1126/science.abj6856

2. https://www.science.org/doi/10.1126/science.abq7220

3. https://www.nature.com/articles/s41586-022-05324-6