Vědci objevili VIPR, systém pro úpravu genů starší než CRISPR

Vědci identifikovali systém pro úpravu genů, o kterém se předpokládá, že je starý více než čtyři miliardy let. Tento systém mohl dát vzniknout CRISPR a mohl by jej časem překonat jako nástroj pro úpravu DNA. Systém nazvaný VIPR (zkratka pro Viral Interference Programmable Repeat) byl popsán ve čtvrtek ve dvou studiích publikovaných v časopise Science.nytimes+1

Prastará virová obrana

Na rozdíl od CRISPR, který byl nalezen v bakteriích, VIPR pochází z virů, které jej používají jako zbraň proti konkurenčním fágům. Tým vedený Jennifer Doudna, biochemičkou z Kalifornské univerzity v Berkeley, která v roce 2020 sdílela Nobelovu cenu za chemii za svou práci na CRISPR, identifikoval tento systém po letech zkoumání evolučního původu imunity řízené RNA.biorxiv+2

Podle výzkumníků se VIPR skládá z proteinu Vipr, který je předkem nejranějších efektorů CRISPR-Cas, spárovaného se specializovanými VIPR RNA (vrRNA), které využívají střídající se molekulární motivy k rozpoznání a vazbě na DNA. Doprovodná studie podrobně popsala 21 struktur získaných kryo-elektronovou mikroskopií, které ukazují, jak se protein Vipr sestavuje podél své naváděcí RNA a vytváří šroubovicové vlákno, které se následně váže na DNA prostřednictvím triplexní struktury – mechanismus odlišný od toho, jak funguje CRISPR.science+2

Potenciálně výkonnější nástroj

VIPR může mít praktické výhody oproti CRISPR. Zdá se, že je schopen cílit na širší škálu genetických sekvencí, což by mohlo umožnit úpravu větších částí genomu. Zúčastněné molekuly jsou také menší, což by mohlo usnadnit jejich doručování do buněk, což je přetrvávající výzva v genové terapii.nytimes

"Pozoruhodně malá velikost VIPR staví tyto systémy do role transformačních nástrojů pro genové inženýrství," uvedl Kranusch, mikrobiolog z Harvard Medical School, který se na výzkumu nepodílel.nytimes

Co přijde dál

Objev přichází v době rychlého rozmachu v oblasti úpravy genů. Samostatný výzkum publikovaný ve čtvrtek v časopise Nature popsal nová zjištění o tom, jak raná lidská embrya opravují poškození DNA způsobená nástroji pro úpravu, což podtrhuje jak příslib, tak nevyřešené bezpečnostní otázky obklopující genetické modifikace. Mezitím byla laboratoř Jennifer Doudna aktivní na mnoha frontách, včetně využití umělé inteligence k návrhu syntetických enzymů CRISPR.technologynetworks+2

Zda se VIPR přesune ze základního výzkumu do klinických nebo zemědělských aplikací, se teprve uvidí. Výzkumníci prokázali, že systém lze přeprogramovat pro transkripční represi u fágů, ale přenesení této schopnosti do buněk savců bude vyžadovat další práci.biorxiv