РЕКЛАМА

Цраспасе: нови сигурнији „ЦРИСПР – Цас систем“ који уређује и гене и протеине  

„ЦРИСПР-Цас системи“ у бактеријама и вирусима идентификују и уништавају инвазивне вирусне секвенце. То је бактеријски и археални имуни систем за заштиту од вирусних инфекција. 2012. године, ЦРИСПР-Цас систем је препознат као алат за уређивање генома. Од тада је развијен широк спектар ЦРИСПР-Цас система који су нашли примену у областима као што су генска терапија, дијагностика, истраживање и побољшање усева. Међутим, тренутно доступни ЦРИСПР-Цас системи имају ограничену клиничку употребу због честих појава уређивања ван циља, неочекиваних мутација ДНК и наследних проблема. Истраживачи су недавно пријавили нови ЦРИСПР-Цас систем који може прецизније да циља и уништи мРНА и протеине повезане са различитим генетским болестима без утицаја ван циља и наследних проблема. Под називом Цраспасе, то је први ЦРИСПР-Цас систем који показује функцију за уређивање протеина. То је такође први систем који може да уређује и РНК и протеин. Пошто Цраспасе превазилази многа ограничења постојећих ЦРИСПР-Цас система, има потенцијал да револуционише генску терапију, дијагностику и праћење, биомедицинска истраживања и побољшање усева. 

„ЦРИСПР-Цас систем“ је природни имуни систем бактерија и археја против вирусних инфекција који идентификује, везује и разграђује секвенце у вирусном гену ради заштите. Састоји се од два дела – бактеријске РНК транскрибоване из вирусног гена уграђеног у бактеријски геном након прве инфекције (назван ЦРИСПР, ово идентификује циљне секвенце инвазивних вирусних гена) и повезаног протеина разарача који се зове „ЦРИСПР повезан протеин (Цас)“ који везује и разграђује идентификоване секвенце у вирусном гену да би заштитио бактерије од вируса.  

ЦРИСПЕР stands for “clustered regularly interspaced short palindromic repeats”. It is transcribed bacterial RNA characterised by palindromic repeats.  

Палиндромска понављања (ЦРИСПР) су први пут откривена у секвенцама Е. цоли 1987. Године 1995. Франсиско Мојика је приметио сличне структуре у архејама, и он је први помислио на њих као на део имуног система бактерија и археја. Године 2008. експериментално је по први пут показано да је мета имуног система бактерија и археја страна ДНК, а не иРНК. Механизам идентификације и деградације вирусних секвенци сугерише да се такви системи могу користити као алат за уређивање генома. Од свог признања као алата за уређивање генома 2012. године, ЦРИСПР-Цас систем је прешао дуг пут као чврсто успостављен стандардни систем за уређивање гена и нашао је широк спектар примена у биомедицини, пољопривреди, фармацеутској индустрији, укључујући клиничку генску терапију.1,2.  

Широк спектар ЦРИСПР-Cas systems are already identified and currently available for monitoring and editing DNA/RNA sequences for research, drug screening, diagnostics and treatments. The current CRISPR/Cas systems are divided into 2 classes (Class 1 and 2) and six types (Type I to XI). Class 1 systems have multiple Cas proteins which need to form a functional complex to bind and act on their targets. On the other hand, Class 2 systems have only one large Cas protein for binding and degrading target sequences which makes Class 2 systems easier to use. Commonly used Class 2 systems are Cas 9 Type II, Cas13 Type VI, and Cas12 Type V. These systems may have undesired collateral effects I.e., off-target impact and cytotoxicity3,5.  

Gene therapies based on current CRISPR- Cas systems have limited clinical use because of frequent occurrences of off-target editing, unexpected DNA mutations, including big DNA fragment deletions and large DNA structural variants at both on-target and off-target sites that leads to cell deaths and other inheritable problems.  

Краспаза (или каспаза вођена ЦРИСПР-ом)  

Истраживачи су недавно пријавили нови ЦРИСПЕР-Цас систем који је систем Цас2-7 класе 11 типа ИИИ-Е повезан са протеином сличним каспази, стога је назван Краспаза или каспаза вођена ЦРИСПР-ом 5 (Капазе су цистеинске протеазе које играју кључну улогу у апоптози у разбијању ћелијских структура). Има потенцијалну примену у областима као што су генска терапија и дијагностика. Краспаза је вођена РНК и циљана на РНК и не меша се у ДНК секвенце. Може прецизније да циља и уништи мРНА и протеине повезане са различитим генетским болестима без утицаја ван циља. Дакле, елиминација гена повезаних са болестима је могућа цепањем на нивоу мРНК или протеина. Такође, када је повезан са специфичним ензимом, Краспасе се такође може користити за модификацију функција протеина. Када се његове функције РНасе и протеазе уклоне, Цраспасе се деактивира (дЦраспасе). Нема функцију резања, али се везује за РНК и протеинске секвенце. Због тога се дЦраспасе може користити у дијагностици и снимању за праћење и дијагностиковање болести или вируса.  

Цраспасе је први ЦРИСПР-Цас систем који показује функцију за уређивање протеина. То је такође први систем који може да уређује и РНК и протеин. Његова функција за уређивање гена има минималне ефекте ван циља и нема наследних проблема. Према томе, Цраспасе ће вероватно бити сигурнији у клиничкој употреби и терапији од других тренутно доступних ЦРИСПР-Цас система 4,5.    

Пошто Цраспасе превазилази многа ограничења постојећих ЦРИСПР-Цас система, има потенцијал да револуционише генску терапију, дијагностику и праћење, биомедицинска истраживања и побољшање усева. Потребно је више истраживања да би се развио поуздан систем испоруке за прецизно циљање гена који изазивају болести у ћелијама пре него што се докаже безбедност и ефикасност у клиничким испитивањима.   

*** 

Референце:  

  1. Гостимскаиа, И. ЦРИСПР–Цас9: Историја његовог открића и етичка разматрања његове употребе у уређивању генома. Биохемија Москва 87, 777–788 (2022). https://doi.org/10.1134/S0006297922080090  
  1. Цхао Ли сар 2022. Рачунски алати и ресурси за ЦРИСПР/Цас уређивање генома. Геномика, протеомика и биоинформатика. Доступно на мрежи 24. марта 2022. ДОИ: https://doi.org/10.1016/j.gpb.2022.02.006 
  1. ван Бељоув, СПБ, Сандерс, Ј., Родригуез-Молина, А. ет ал. ЦРИСПР-Цас системи који циљају РНК. Нат Рев Мицробиол 21, 21–34 (2023). https://doi.org/10.1038/s41579-022-00793-y 
  1. Цхунии Ху сар 2022. Цраспасе је ЦРИСПР РНА вођена, РНК активирана протеаза. Наука. 25. август 2022. Том 377, број 6612. стр. 1278-1285. ДОИ: https://doi.org/10.1126/science.add5064  
  1. Хуо, Г., Схепхерд, Ј. & Пан, Кс. Цраспасе: нови ЦРИСПР/Цас уредник двоструког гена. Функционална и интегративна геномика 23, 98 (2023). Објављено: 23. марта 2023. ДОИ: https://doi.org/10.1007/s10142-023-01024-0 

*** 

Умесх Прасад
Умесх Прасад
Научни новинар | Оснивач уредник часописа Сциентифиц Еуропеан

Пријавите се на наш билтен

Да будете у току са свим најновијим вестима, понудама и специјалним најавама.

Најгледанији чланци

Пејсмејкер мозга: Нова нада за особе са деменцијом

"Пејсмејкер" мозга за Алцхајмерову болест помаже пацијентима...

Неуралинк: Неурални интерфејс следеће генерације који би могао да промени људске животе

Неуралинк је имплантабилни уређај који је показао значајне...

Месечева атмосфера: Јоносфера има високу густину плазме  

Једна од најлепших ствари о мајци Земљи...
- Адвертисемент -
94,519Фановикао
47,682ЧитаоциПратити
1,772ЧитаоциПратити
30ПретплатникаПријавите се