Mokslininkai atrado VIPR: genų redagavimo sistemą, senesnę už CRISPR

Mokslininkai identifikavo genų redagavimo sistemą, kuriai, manoma, yra daugiau nei keturi milijardai metų. Ši sistema galėjo tapti CRISPR pirmtake ir ilgainiui pranokti ją kaip DNR modifikavimo įrankį. Sistema, pavadinta VIPR (sutrumpinimas iš Viral Interference Programmable Repeat), buvo aprašyta ketvirtadienį dviejuose žurnale Science paskelbtuose straipsniuose.nytimes+1

Senovinė virusinė gynyba

Skirtingai nei CRISPR, kuri buvo aptikta bakterijose, VIPR kyla iš virusų, kurie ją naudoja kaip ginklą prieš konkuruojančius fagus. Jennifer Doudna, Kalifornijos universiteto Berklyje biochemikės, 2020 metais pasidalijusios Nobelio chemijos premija už darbą su CRISPR, vadovaujama komanda šią sistemą identifikavo po daugelio metų tyrimų apie evoliucinę RNR valdomo imuniteto kilmę.biorxiv+2

Tyrėjų teigimu, VIPR sudaro Vipr baltymas, kuris yra ankstyviausių CRISPR-Cas efektorių protėvis, suporuotas su specializuotomis VIPR RNR (vrRNR), kurios naudoja kintančius molekulinius motyvus DNR atpažinimui ir prisijungimui. Papildomas tyrimas išsamiai aprašė 21 krioelektroninės mikroskopijos struktūrą, parodančią, kaip Vipr baltymas susirenka išilgai savo gido RNR, suformuodamas spiralinį siūlą, o tada prisijungia prie DNR per trigubą struktūrą – tai mechanizmas, besiskiriantis nuo CRISPR veikimo.science+2

Potencialiai galingesnis įrankis

VIPR gali turėti praktinių pranašumų prieš CRISPR. Atrodo, kad ji geba taikytis į platesnį genetinių sekų spektrą, o tai leistų modifikuoti didesnes genomo dalis. Susijusios molekulės taip pat yra mažesnės, todėl jas gali būti lengviau pristatyti į ląsteles – tai nuolatinis iššūkis genų terapijoje.nytimes

"Nepaprastai mažas VIPR dydis pozicionuoja šias sistemas kaip transformuojančius įrankius genų inžinerijoje," sakė Harvardo medicinos mokyklos mikrobiologas Kranusch, kuris tyrime nedalyvavo.nytimes

Kas toliau

Šis atradimas pasirodė sparčios genų redagavimo srities plėtros metu. Kitame ketvirtadienį žurnale Nature paskelbtame tyrime aprašyti nauji atradimai apie tai, kaip ankstyvieji žmogaus embrionai taiso DNR pažeidimus, atsiradusius dėl redagavimo įrankių, pabrėžiant tiek perspektyvas, tiek neišspręstus saugumo klausimus, susijusius su genetinėmis modifikacijomis. Tuo tarpu Doudna laboratorija aktyviai dirba įvairiomis kryptimis, įskaitant dirbtinio intelekto naudojimą kuriant sintetinius CRISPR fermentus.technologynetworks+2

Ar VIPR pereis iš fundamentinio mokslo į klinikinius ar žemės ūkio taikymus, dar pamatysime. Tyrėjai pademonstravo, kad sistemą galima perprogramuoti transkripcijos slopinimui faguose, tačiau šio gebėjimo perkėlimas į žinduolių ląsteles pareikalaus tolesnio darbo.biorxiv