In die afgelope tien jaar het die geenredigeringstegnologie gebaseer op CRISPR vinnig ontwikkel, en is suksesvol toegepas op die behandeling van genetiese siektes en kanker in menslike kliniese proewe.Terselfdertyd gebruik wetenskaplikes regoor die wêreld voortdurend nuwe instrumente met geenredigeringspotensiaal om die probleme van bestaande geenredigeringsinstrumente en -beslissings op te los.

In September 2021 het Zhang Feng se span 'n referaat in die Science-joernaal [1] gepubliseer en gevind dat 'n wye reeks transposteerders wat RNA gekodeer het, nukleïensuurensieme gelei het en dit Omega-stelsel genoem het (insluitend ISCB, ISRB, TNP8).Die studie het ook bevind dat die Omega-stelsel 'n gedeelte van RNA gebruik om die snydende DNA-dubbelketting, naamlik ωRNA, te lei.Belangriker nog, hierdie nukleïensuur-ensieme is baie klein, slegs sowat 30% van CAS9, wat beteken dat hulle meer geneig is om aan selle afgelewer te word.

Op 12 Oktober 2022 het Zhang Feng se span in die Nature-joernaal gepubliseer met die titel: Structure of the Omega Nickase ISRB in Complex with ωrna and Target DNA [2].

Die studie het die bevrore elektronmikroskoopstruktuur van ISRB-ωRNA en teiken-DNS-kompleks in die Omega-stelsel verder ontleed.

ISCB is die voorouer van CAS9, en ISRB is dieselfde voorwerp van die gebrek aan die HNH-nukleïensuurdomein van ISCB, so die grootte is kleiner, slegs ongeveer 350 aminosure.DNA verskaf ook die grondslag vir verdere ontwikkeling en ingenieurstransformasie.

RNA-geleide IsrB is 'n lid van die OMEGA-familie wat deur die IS200/IS605 superfamilie van transposons geënkodeer word.Uit filogenetiese analise en gedeelde unieke domeine, is IsrB waarskynlik die voorloper van IscB, wat die voorouer van Cas9 is.

In Mei 2022 het Cornell Universiteit se Lovely Dragon Laboratory 'n referaat in die joernaal Science [3 gepubliseer] waarin die struktuur van IscB-ωRNA en die meganisme daarvan om DNA te sny, ontleed word.

In vergelyking met IscB en Cas9, het IsrB nie die HNH-nuklease-domein, die REC-lob en die meeste van die PAM-volgorde-interaksie-domeine nie, dus is IsrB baie kleiner as Cas9 (slegs ongeveer 350 aminosure).Die klein grootte van IsrB word egter gebalanseer deur 'n relatief groot gids-RNA (sy omega-RNA is ongeveer 300 nt lank).

Zhang Feng se span het die krio-elektronmikroskoopstruktuur van IsrB (DtIsrB) van die klam-hitte anaërobiese bakterie Desulfovirgula thermocuniculi en sy kompleks van ωRNA en teiken-DNS ontleed.Strukturele analise het getoon dat die algehele struktuur van IsrB-proteïen 'n ruggraatstruktuur met Cas9-proteïen gedeel het.

Maar die verskil is dat Cas9 die REC-lob gebruik om teikenherkenning te vergemaklik, terwyl IsrB staatmaak op sy ωRNA, waarvan 'n deel 'n komplekse driedimensionele struktuur vorm wat soos REC optree.

Om die strukturele veranderinge van IsrB en Cas9 tydens die evolusie van RuvC beter te verstaan, het Zhang Feng se span die teiken DNS-bindende strukture van RuvC (TtRuvC), IsrB, CjCas9 en SpCas9 van Thermus thermophilus vergelyk.

Die strukturele analise van IsrB en sy ωRNA verduidelik hoe IsrB-ωRNA gesamentlik teiken-DNS herken en klief, en bied ook 'n basis vir verdere ontwikkeling en ingenieurswese van hierdie geminiaturiseerde nuklease.Vergelykings met ander RNA-geleide stelsels beklemtoon funksionele interaksies tussen proteïene en RNA's, wat ons begrip van die biologie en evolusie van hierdie diverse stelsels bevorder.

Skakels:

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