Dina sapuluh taun katukang, téknologi panyuntingan gén dumasar kana CRISPR parantos ngembang pesat, sareng parantos suksés dilarapkeun kana pengobatan panyakit genetik sareng kanker dina uji klinis manusa.Dina waktos anu sami, para ilmuwan di sakumna dunya terus-terusan ngetok alat-alat énggal anu gaduh poténsi ngedit gén pikeun ngabéréskeun masalah alat-alat édisi gén sareng kaputusan anu aya.

Dina Séptémber 2021, tim Zhang Feng medalkeun makalah dina jurnal Science [1], sarta manggihan yén rupa-rupa transposter kode RNA dipandu énzim asam nukléat jeung ngaranna éta sistem Omega (kaasup ISCB, ISRB, TNP8).Panaliti ogé mendakan yén sistem Omega ngagunakeun bagian RNA pikeun nungtun ranté ganda DNA anu motong, nyaéta ωRNA.Anu langkung penting, énzim asam nukléat ieu leutik pisan, ngan sakitar 30% tina CAS9, anu hartosna aranjeunna langkung dipikaresep dikirimkeun ka sél.

Tanggal 12 Oktober 2022, tim Zhang Feng diterbitkeun dina jurnal Nature anu judulna: Struktur Omega Nickase ISRB dina Kompleks sareng ωrna sareng Target DNA [2].

Panalitian salajengna nganalisis struktur mikroskop éléktron beku ISRB-ωRNA sareng kompleks DNA target dina sistem Omega.

ISCB nyaéta karuhun CAS9, sarta ISRB mangrupa objék sarua kurangna domain asam nukléat HNH tina ISCB, jadi ukuranana leuwih leutik, ngan ngeunaan 350 asam amino.DNA ogé nyayogikeun pondasi pikeun pangwangunan salajengna sareng transformasi rékayasa.

IsrB anu dipandu RNA mangrupikeun anggota kulawarga OMEGA anu disandi ku superfamili transposon IS200/IS605.Tina analisis filogenetik sareng domain unik anu dibagikeun, IsrB sigana janten prékursor IscB, anu mangrupikeun karuhun Cas9.

Dina Méi 2022, Cornell University's Lovely Dragon Laboratory medalkeun makalah dina jurnal Science [3], nganalisa struktur IscB-ωRNA sareng mékanisme motong DNA.

Dibandingkeun sareng IscB sareng Cas9, IsrB teu gaduh domain nuklease HNH, lobus REC, sareng kalolobaan domain interaksi urutan PAM, janten IsrB langkung alit tibatan Cas9 (ngan sakitar 350 asam amino).Sanajan kitu, ukuran leutik IsrB ieu saimbang ku RNA pituduh rélatif badag (oméga RNA na panjangna ngeunaan 300 nt).

Tim Zhang Feng nganalisa struktur mikroskop cryo-éléktron IsrB (DtIsrB) tina baktéri anaérobik panas-beueus Desulfovirgula thermocuniculi sareng kompleks ωRNA sareng target DNA.Analisis struktur nunjukkeun yén struktur sakabéh protéin IsrB ngabagi struktur tulang tonggong sareng protéin Cas9.

Tapi bédana nyaéta Cas9 ngagunakeun lobus REC pikeun ngagampangkeun pangakuan target, sedengkeun IsrB ngandelkeun ωRNA na, sawaréh ngabentuk struktur tilu diménsi anu kompleks anu bertindak sapertos REC.

Pikeun langkung ngartos parobahan struktural IsrB sareng Cas9 salami évolusi tina RuvC, tim Zhang Feng ngabandingkeun target struktur DNA-beungkeutan RuvC (TtRuvC), IsrB, CjCas9 sareng SpCas9 ti Thermus thermophilus.

Analisis struktural IsrB sareng ωRNA na netelakeun kumaha IsrB-ωRNA ngahiji sareng ngabeulah target DNA, sareng ogé nyayogikeun dasar pikeun pangwangunan sareng rékayasa nuklease miniatur ieu.Babandingan jeung sistem RNA-dipandu séjén nyorot interaksi fungsional antara protéin jeung RNAs, advancing pamahaman kami biologi jeung évolusi sistem beragam ieu.

Tumbu:

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