Tutkijat löysivät CRISPRia vanhemman VIPR-geenieditointijärjestelmän

Tutkijat ovat tunnistaneet yli neljä miljardia vuotta vanhan geenieditointijärjestelmän, joka on saattanut antaa alkusysäyksen CRISPRille ja voi lopulta ohittaa sen DNA:n muokkaustyökaluna. Järjestelmä, nimeltään VIPR (lyhenne sanoista Viral Interference Programmable Repeat), kuvattiin torstaina kahdessa Science-lehdessä julkaistussa artikkelissa.nytimes+1

Muinainen virustorjunta

Toisin kuin bakteereista löydetty CRISPR, VIPR on peräisin viruksista, jotka käyttävät sitä aseena kilpailevia faageja vastaan. Jennifer Doudnan, Kalifornian yliopiston Berkeleyn biokemistin ja vuoden 2020 kemian Nobel-palkinnon CRISPR-työstään jakaneen tutkijan johtama tiimi tunnisti järjestelmän tutkittuaan vuosia RNA-ohjatun immuniteetin evoluutiota.biorxiv+2

Tutkijoiden mukaan VIPR koostuu Vipr-proteiinista, joka on varhaisimpien CRISPR-Cas-efektorien kantamuoto, sekä erikoistuneista VIPR-RNA-molekyyleistä eli vrRNA-molekyyleistä, jotka tunnistavat ja sitoutuvat DNA:han vuorottelevien molekyylimotiivien avulla. Oheistutkimuksessa esiteltiin 21 kryo-elektronimikroskopialla saatua rakennetta, jotka osoittavat, kuinka Vipr-proteiini kokoontuu ohjaavan RNA:nsa ympärille muodostaen kierteisen filamentin ja sitoutuu sitten DNA:han triplex-rakenteen kautta – mekanismi on erilainen kuin CRISPRin toimintatapa.science+2

Mahdollisesti tehokkaampi työkalu

VIPR:llä voi olla käytännön etuja CRISPRiin verrattuna. Se näyttää kykenevän kohdistamaan laajemman valikoiman geenisekvenssejä, mikä voisi mahdollistaa suurempien genomiosien muokkaamisen. Mukana olevat molekyylit ovat myös pienempiä, mikä voisi helpottaa niiden viemistä soluihin, mikä on jatkuva haaste geeniterapiassa.nytimes

"VIPR:n huomattavan pieni koko tekee näistä järjestelmistä mullistavia työkaluja genomiikan muokkaamiseen", sanoo Harvardin lääketieteellisen korkeakoulun mikrobiologi Kranusch, joka ei ollut mukana tutkimuksessa.nytimes

Mitä seuraavaksi?

Löytö tapahtuu geenieditoinnin alan nopean kasvun aikana. Torstaina Naturessa julkaistussa erillisessä tutkimuksessa kuvattiin uusia havaintoja siitä, miten varhaiset ihmisalkiot korjaavat editointityökalujen aiheuttamia DNA-vaurioita, mikä korostaa sekä geneettiseen muokkaukseen liittyviä lupauksia että ratkaisemattomia turvallisuuskysymyksiä. Samaan aikaan Doudnan oma laboratorio on toiminut useilla rintamilla, mukaan lukien tekoälyn käyttö synteettisten CRISPR-entsyymien suunnittelussa.technologynetworks+2

Jää nähtäväksi, siirtyykö VIPR perustutkimuksesta kliinisiin tai maatalouden sovelluksiin. Tutkijat osoittivat, että järjestelmä voidaan ohjelmoida uudelleen faagien transkription repressioon, mutta tämän kyvyn siirtäminen nisäkässoluihin vaatii vielä lisätutkimuksia.biorxiv