Vísindamenn uppgötva VIPR, genabreytingakerfi eldra en CRISPR

Vísindamenn hafa fundið genabreytingakerfi sem talið er vera yfir fjögurra milljarða ára gamalt, kerfi sem gæti hafa verið undanfari CRISPR og gæti að lokum farið fram úr því sem tæki til að breyta DNA. Kerfið, sem kallast VIPR (skammstöfun fyrir Viral Interference Programmable Repeat), var lýst á fimmtudag í tveimur greinum sem birtar voru í tímaritinu Science.nytimes+1

Forn veiruvörn

Ólíkt CRISPR, sem fannst í bakteríum, á VIPR uppruna sinn í veirum sem nota það sem vopn gegn samkeppnisfögum. Teymi undir stjórn Jennifer Doudna, lífefnafræðings við University of California, Berkeley, sem hlaut Nóbelsverðlaunin í efnafræði árið 2020 fyrir vinnu sína við CRISPR, fann kerfið eftir margra ára rannsóknir á þróunarlegum uppruna RNA-stýrðs ónæmis.biorxiv+2

Samkvæmt rannsakendum samanstendur VIPR af Vipr-próteini sem er forveri elstu CRISPR-Cas virkja, parað við sérhæft VIPR RNA, eða vrRNA, sem notar víxlverkun sameindamynstra til að þekkja og bindast DNA. Samhliða rannsókn greindi frá 21 mannvirki sem rannsökuð voru með rafeindasmásjá (cryo-EM) og sýndi hvernig Vipr-próteinið raðast meðfram leiðar-RNA sínu til að mynda spíralþráð, sem bindst síðan DNA í gegnum þrefalda byggingu, sem er ólíkt því hvernig CRISPR virkar.science+2

Hugsanlega öflugra tæki

VIPR gæti haft hagnýta yfirburði yfir CRISPR. Það virðist geta miðað á breiðara svið erfðaraða, sem gæti gert það kleift að breyta stærri hlutum erfðamengisins. Sameindirnar sem um ræðir eru einnig minni, sem gæti gert það auðveldara að flytja þær inn í frumur, sem er viðvarandi áskorun í genameðferð.nytimes

"Ótrúlega smá stærð VIPR gerir þessi kerfi að umbreytandi tækjum fyrir erfðatækni," sagði Kranusch, örverufræðingur við Harvard Medical School sem tók ekki þátt í rannsókninni.nytimes

Hvað gerist næst

Uppgötvunin kemur á tíma örrar þróunar á sviði genabreytinga. Aðrar rannsóknir sem birtar voru á fimmtudag í Nature lýstu nýjum niðurstöðum um hvernig snemma fósturvísar manna gera við DNA-skemmdir af völdum breytingatækja, sem undirstrikar bæði loforðin og óleystar öryggisspurningar varðandi erfðabreytingar. Á meðan hefur rannsóknarstofa Doudna verið virk á mörgum vígstöðvum, þar á meðal við notkun gervigreindar til að hanna tilbúin CRISPR-ensím.technologynetworks+2

Hvort VIPR muni færast úr grunnvísindum yfir í klíníska eða landbúnaðarlega notkun á eftir að koma í ljós. Rannsakendur sýndu fram á að hægt er að endurforrita kerfið fyrir umritunarbælingu í faga, en að yfirfæra þá getu yfir í spendýrafrumur mun krefjast frekari vinnu.biorxiv