• facebook
  • Linkedin
  • youtube

За апошнія дзесяць гадоў тэхналогія рэдагавання генаў на аснове CRISPR хутка развівалася і паспяхова прымянялася для лячэння генетычных захворванняў і рака ў клінічных выпрабаваннях на людзях.У той жа час навукоўцы ва ўсім свеце пастаянна выкарыстоўваюць новыя інструменты з патэнцыялам рэдагавання генаў, каб вырашыць праблемы існуючых інструментаў і вырашальных фактараў рэдагавання генаў.

У верасні 2021 года каманда Чжан Фэна апублікавала артыкул у навуковым часопісе [1] і выявіла, што шырокі спектр транспостэраў кадуе РНК-кіраваныя ферменты нуклеінавых кіслот і назвала гэта сістэмай Omega (у тым ліку ISCB, ISRB, TNP8).Даследаванне таксама паказала, што сістэма Omega выкарыстоўвае ўчастак РНК для накіравання двайнога ланцуга рэжучай ДНК, а менавіта ωРНК.Што яшчэ больш важна, гэтыя ферменты нуклеінавых кіслот вельмі малыя, усяго каля 30% ад CAS9, што азначае, што яны з большай верагоднасцю будуць дастаўлены ў клеткі.

ISRB1

12 кастрычніка 2022 г. каманда Чжан Фэна апублікавала ў часопісе Nature публікацыю пад назвай: Structure of the Omega Nickase ISRB in Complex with ωrna and Target DNA [2] .

Даследаванне дадаткова прааналізавала замарожаную электронна-мікраскопную структуру ISRB-ωRNA і комплексу ДНК-мішэні ў сістэме Omega.

ISCB з'яўляецца продкам CAS9, а ISRB - гэта той жа аб'ект з адсутнасцю дамена нуклеінавай кіслаты HNH у ISCB, таму памер меншы, усяго каля 350 амінакіслот.ДНК таксама забяспечвае аснову для далейшага развіцця і інжынерных пераўтварэнняў.

ISRB2

IsrB, які кіруецца РНК, з'яўляецца членам сямейства OMEGA, які кадуецца суперсямействам транспазонаў IS200/IS605.З філагенетычнага аналізу і агульных унікальных даменаў IsrB, верагодна, з'яўляецца папярэднікам IscB, які з'яўляецца продкам Cas9.

У траўні 2022 года Лабараторыя Lovely Dragon пры Карнельскім універсітэце апублікавала артыкул у часопісе Science [3], у якім аналізуецца структура IscB-ωRNA і яе механізм разразання ДНК.

ISRB3

У параўнанні з IscB і Cas9, у IsrB адсутнічае дамен нуклеазы HNH, доля REC і большасць даменаў, якія ўзаемадзейнічаюць з паслядоўнасцю PAM, таму IsrB значна меншы за Cas9 (усяго каля 350 амінакіслот).Аднак невялікі памер IsrB ўраўнаважваецца адносна вялікай накіроўвалай РНК (яе амега РНК мае даўжыню каля 300 нт).

Каманда Zhang Feng прааналізавала крыяэлектронны мікраскоп IsrB (DtIsrB) анаэробнай бактэрыі Desulfovirgula thermocuniculi і яе комплексу ωРНК і мэтавай ДНК.Структурны аналіз паказаў, што агульная структура бялку IsrB падзяляе асноўную структуру з бялком Cas9.

Але розніца ў тым, што Cas9 выкарыстоўвае долю REC для палягчэння распазнання мэты, у той час як IsrB абапіраецца на сваю ωRNA, частка якой утварае складаную трохмерную структуру, якая дзейнічае як REC.

ISRB4

Каб лепш зразумець структурныя змены IsrB і Cas9 падчас эвалюцыі ад RuvC, каманда Чжан Фэнга параўнала мэтавыя ДНК-звязваючыя структуры RuvC (TtRuvC), IsrB, CjCas9 і SpCas9 з Thermus thermophilus.

ISRB5

Структурны аналіз IsrB і яго ωRNA удакладняе, як IsrB-ωRNA сумесна распазнае і расшчапляе мэтавую ДНК, а таксама забяспечвае аснову для далейшага развіцця і распрацоўкі гэтай мініяцюрнай нуклеазы.Параўнанне з іншымі РНК-кіраванымі сістэмамі падкрэслівае функцыянальнае ўзаемадзеянне паміж вавёркамі і РНК, пашыраючы наша разуменне біялогіі і эвалюцыі гэтых разнастайных сістэм.

Спасылкі:

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


Час публікацыі: 14 кастрычніка 2022 г