Во изминатите десет години, технологијата за уредување на гени заснована на CRISPR брзо се развиваше и беше успешно применета во третманот на генетски болести и рак во клиничките испитувања на луѓе.Во исто време, научниците ширум светот постојано користат нови нови алатки со потенцијал за уредување на гени за да ги решат проблемите на постоечките алатки за уредување гени и одлучувачки решенија.

Во септември 2021 година, тимот на Џанг Фенг објави труд во списанието Science [1] и откри дека широк опсег на транспостери ги кодираат ензимите на нуклеинската киселина што ги води РНК и го нарекоа Омега систем (вклучувајќи ISCB, ISRB, TNP8).Студијата, исто така, откри дека системот Омега користи дел од РНК за да го води двојниот синџир на ДНК за сечење, имено ωRNA.Уште поважно, овие ензими на нуклеинска киселина се многу мали, само околу 30% од CAS9, што значи дека е поголема веројатноста да се доставуваат до клетките.

На 12 октомври 2022 година, тимот на Џанг Фенг објави во списанието Nature со наслов: Structure of the Omega Nickase ISRB in Complex with ωrna и Target DNA [2].

Студијата дополнително ја анализираше структурата на замрзнатиот електронски микроскоп на ISRB-ωRNA и целната ДНК комплекс во системот Омега.

ISCB е предок на CAS9, а ISRB е истиот предмет на недостаток на доменот на нуклеинска киселина HNH на ISCB, така што големината е помала, само околу 350 амино киселини.ДНК, исто така, обезбедува основа за понатамошен развој и инженерска трансформација.

IsrB водена од РНК е член на семејството ОМЕГА кодирана од суперфамилијата на транспозони IS200/IS605.Од филогенетската анализа и споделените уникатни домени, IsrB најверојатно е претходник на IscB, кој е предок на Cas9.

Во мај 2022 година, Лабораторијата Lovely Dragon на Универзитетот Корнел објави труд во списанието Science [3], анализирајќи ја структурата на IscB-ωρNA и нејзиниот механизам на сечење ДНК.

Во споредба со IscB и Cas9, на IsrB му недостасува доменот на HNH нуклеаза, REC лобус и повеќето домени кои интерактираат секвенца на PAM, така што IsrB е многу помал од Cas9 (само околу 350 амино киселини).Сепак, малата големина на IsrB е избалансирана со релативно голема водилка РНК (нејзината омега РНК е долга околу 300 nt).

Тимот на Џанг Фенг ја анализираше структурата на крио-електронскиот микроскоп на IsrB (DtIsrB) од анаеробната бактерија со влажна топлина Desulfovirgula thermocuniculi и нејзиниот комплекс од ωRNA и целна ДНК.Структурната анализа покажа дека целокупната структура на протеинот IsrB дели структура на 'рбетот со протеинот Cas9.

Но, разликата е во тоа што Cas9 го користи REC лобусот за да го олесни препознавањето на целта, додека IsrB се потпира на својата ωRNA, чиј дел формира сложена тридимензионална структура која делува како REC.

За подобро разбирање на структурните промени на IsrB и Cas9 за време на еволуцијата од RuvC, тимот на Џанг Фенг ги спореди целните структури за врзување на ДНК на RuvC (TtRuvC), IsrB, CjCas9 и SpCas9 од Thermus thermophilus.

Структурната анализа на IsrB и нејзината ωRNA појаснува како IsrB-ωRNA заеднички ја препознава и ја расцепува целната ДНК, а исто така дава основа за понатамошен развој и инженеринг на оваа минијатуризирана нуклеаза.Споредбите со други системи водени од РНК ги истакнуваат функционалните интеракции помеѓу протеините и РНК, унапредувајќи го нашето разбирање за биологијата и еволуцијата на овие различни системи.

Врски:

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