Акыркы он жылда CRISPR негизинде генди редакциялоо технологиясы тездик менен өнүгүп, адамдын клиникалык сыноолорунда генетикалык ооруларды жана ракты дарылоодо ийгиликтүү колдонулду.Ошол эле учурда, дүйнө жүзү боюнча илимпоздор генди түзөтүү потенциалы бар жаңы жаңы инструменттерди тынымсыз таптап, учурдагы генди оңдоо куралдарынын жана чечүүчү каражаттардын көйгөйлөрүн чечүү үчүн колдонушат.

2021-жылдын сентябрында Чжан Фэндин командасы Science журналында макала жарыялаган [1] жана транспостерлердин кеңири диапазону РНКны башкарган нуклеиндик кислота ферменттерин коддогондугун аныктап, аны Омега системасы деп аташкан (анын ичинде ISCB, ISRB, TNP8).Изилдөө ошондой эле Омега системасы кесүүчү ДНКнын кош чынжырын, тактап айтканда, ωРНКны жетектөө үчүн РНКнын бир бөлүгүн колдоноорун аныктады.Андан да маанилүүсү, бул нуклеиндик кислота энзимдер абдан кичинекей, CAS9 30% га жакын, бул алардын клеткаларга жеткирилиши мүмкүн дегенди билдирет.

2022-жылдын 12-октябрында Чжан Фэндин командасы Nature журналында: Структура Омега Никаза ISRB комплексинде ωrna жана Максаттуу ДНК [2] деген аталышты жарыялады.

Изилдөө андан ары Omega системасында ISRB-ωRNA жана максаттуу ДНК комплексинин тоңдурулган электрондук микроскоп түзүмүн талдоого алды.

ISCB CAS9 түп атасы болуп саналат, ал эми ISRB ISCB HNH нуклеиндик кислота доменинин жоктугу бир эле объект болуп саналат, ошондуктан өлчөмү кичинекей, болгону 350 аминокислоталар жөнүндө.ДНК ошондой эле андан аркы өнүгүү жана инженердик трансформация үчүн негиз түзөт.

РНК жетектеген IsrB транспозондордун IS200/IS605 супер үй-бүлөсү менен коддолгон OMEGA үй-бүлөсүнүн мүчөсү.Филогенетикалык анализден жана жалпы уникалдуу домендерден IsrB Cas9дун түпкү атасы болгон IscBдин прекурсору болушу мүмкүн.

2022-жылдын май айында Корнелл университетинин Lovely Dragon лабораториясы Science [3] журналында IscB-ωRNA түзүмүн жана анын ДНКны кесүү механизмин талдаган макала жарыялаган.

IscB жана Cas9 менен салыштырганда, IsrB HNH нуклеаза доменине, REC лобуна жана PAM ырааттуулугу менен өз ара аракеттенүүчү домендердин көбүнө ээ эмес, ошондуктан IsrB Cas9га караганда бир топ кичине (болгону болжол менен 350 аминокислота).Бирок, IsrB кичинекей өлчөмү салыштырмалуу чоң жетектөөчү РНК (анын омега РНК болжол менен 300 нт узундугу) менен балансталган.

Чжан Фэндин командасы Desulfovirgula thermocuniculi ным-жылуулук анаэробдук бактериясынан IsrB (DtIsrB) крио-электрондук микроскоп түзүмүн жана анын ωРНК жана максаттуу ДНК комплексин талдады.Структуралык талдоо IsrB протеининин жалпы структурасы Cas9 протеин менен омуртка структурасын бөлүшкөнүн көрсөттү.

Бирок айырмасы, Cas9 максаттуу таанууну жеңилдетүү үчүн REC лобун колдонот, ал эми IsrB өзүнүн ωRNAсына таянат, анын бир бөлүгү REC сыяктуу иштеген татаал үч өлчөмдүү түзүлүштү түзөт.

RuvCден эволюция учурунда IsrB жана Cas9 структуралык өзгөрүүлөрүн жакшыраак түшүнүү үчүн Чжан Фэндин командасы Thermus thermophilusдан RuvC (TtRuvC), IsrB, CjCas9 жана SpCas9 максаттуу ДНКны байланыштырган структураларын салыштырды.

IsrB жана анын ωRNAсынын структуралык анализи IsrB-ωRNA кантип биргелешип, максаттуу ДНКны таанып, ажырата турганын тактайт, ошондой эле бул кичирейтилген нуклеазаны андан ары өнүктүрүү жана инженериялоо үчүн негиз түзөт.Башка РНК жетектеген системалар менен салыштыруу протеиндер менен РНКнын ортосундагы функционалдык өз ара аракеттенүүнү көрсөтүп, бул ар түрдүү системалардын биологиясы жана эволюциясы жөнүндөгү түшүнүгүбүздү өркүндөтөт.

Шилтемелер:

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