Дар даҳ соли охир, технологияи таҳрири генҳо дар асоси CRISPR босуръат рушд кард ва дар табобати бемориҳои ирсӣ ва саратон дар озмоишҳои клиникии инсон бомуваффақият татбиқ карда шуд.Ҳамзамон, олимон дар саросари ҷаҳон пайваста асбобҳои навро бо потенсиали таҳрири генҳо барои ҳалли мушкилоти мавҷудаи воситаҳои таҳриркунии генҳо ва ҳалкунандаҳо истифода мебаранд.

Дар моҳи сентябри соли 2021 дастаи Чжан Фэн мақоларо дар маҷаллаи Science [1] нашр кард ва дарёфт кард, ки доираи васеи транспостерҳо ферментҳои кислотаи нуклеинии РНК-ро рамзгузорӣ намуда, онро системаи Омега (аз ҷумла ISCB, ISRB, TNP8) номиданд.Таҳқиқот инчунин муайян кард, ки системаи Омега як бахши РНК-ро барои роҳнамоии буридани занҷири дугонаи ДНК, яъне ωRNA истифода мебарад.Муҳимтар аз ҳама, ин ферментҳои кислотаи нуклеинӣ хеле хурд мебошанд, танҳо тақрибан 30% аз CAS9, яъне маънои онро дорад, ки онҳо эҳтимолан ба ҳуҷайраҳо интиқол дода мешаванд.

12 октябри соли 2022 дастаи Чжан Фэн дар маҷаллаи Nature таҳти унвони: Сохтори Omega Nickase ISRB дар Маҷмӯа бо ωrna ва ДНК Ҳадаф [2] нашр кард.

Таҳқиқот минбаъд сохтори микроскопи электронии яхкардашудаи ISRB-ωRNA ва комплекси ДНК-и ҳадафро дар системаи Омега таҳлил кард.

ISCB аҷдоди CAS9 аст ва ISRB ҳамон объекти набудани домени кислотаи нуклеинии HNH-и ISCB мебошад, аз ин рӯ андоза хурдтар аст, танҳо тақрибан 350 аминокислотаҳо.ДНК инчунин барои рушди минбаъда ва табдили муҳандисӣ замина фароҳам меорад.

IsrB, ки бо RNA ҳидоят мекунад, узви оилаи OMEGA мебошад, ки аз ҷониби суперфамилияи транспозонҳои IS200/IS605 рамзгузорӣ шудааст.Аз таҳлили филогенетикӣ ва доменҳои беназири муштарак, IsrB эҳтимол дорад пешгузаштаи IscB бошад, ки аҷдодони Cas9 мебошад.

Моҳи майи соли 2022 Лабораторияи аждаҳои зебои Донишгоҳи Корнел дар маҷаллаи Science [3] мақолае нашр кард, ки сохтори IscB-ωRNA ва механизми буридани ДНК-ро таҳлил мекунад.

Дар муқоиса бо IscB ва Cas9, IsrB домени нуклеазаи HNH, lobe REC ва аксари доменҳои пайдарпайии PAM надоранд, аз ин рӯ IsrB аз Cas9 хеле хурдтар аст (танҳо тақрибан 350 аминокислотаҳо).Аммо, андозаи хурди IsrB бо як РНК-и нисбатан калон мувозинат карда мешавад (РНК-и омегаи он тақрибан 300 нТ дарозӣ дорад).

Дастаи Чжан Фэн сохтори микроскопи крио-электрони IsrB (DtIsrB) аз бактерияи анаэробии намӣ-гармии Desulfovirgula thermocuniculi ва комплекси ωRNA ва ДНК-и мақсадноки онро таҳлил кард.Таҳлили сохторӣ нишон дод, ки сохтори умумии протеини IsrB як сохтори сутунмӯҳраро бо протеини Cas9 мубодила мекунад.

Аммо фарқият дар он аст, ки Cas9 лоб REC-ро барои осон кардани шинохти ҳадаф истифода мебарад, дар ҳоле ки IsrB ба ωRNA-и худ такя мекунад, ки як қисми он сохтори мураккаби сеченакаро ташкил медиҳад, ки ба мисли REC амал мекунад.

Барои беҳтар фаҳмидани тағйироти сохтории IsrB ва Cas9 ҳангоми эволютсия аз RuvC, дастаи Чжан Фэн сохторҳои ҳадафи ДНК-и RuvC (TtRuvC), IsrB, CjCas9 ва SpCas9-ро аз Thermus thermophilus муқоиса карданд.

Таҳлили сохтории IsrB ва ωRNA-и он равшан мекунад, ки чӣ тавр IsrB-ωRNA ДНК-и мақсаднокро якҷоя эътироф ва ҷудо мекунад ва инчунин барои рушд ва муҳандисии минбаъдаи ин нуклеазаи миниатюрӣ замина фароҳам меорад.Муқоисаҳо бо дигар системаҳои бо РНК идорашаванда таъсири мутақобилаи функсионалии байни сафедаҳо ва РНКҳоро нишон медиҳанд, ки фаҳмиши моро дар бораи биология ва эволютсияи ин системаҳои гуногун такмил медиҳанд.

Пайвандҳо:

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