Forskere har oppdaget VIPR, et genredigeringssystem eldre enn CRISPR

Forskere har identifisert et genredigeringssystem som antas å være over fire milliarder år gammelt, et system som kan ha gitt opphav til CRISPR og som etter hvert kan overgå det som et verktøy for å endre DNA. Systemet, kalt VIPR – en forkortelse for Viral Interference Programmable Repeat – ble beskrevet torsdag i to artikler publisert i tidsskriftet Science.nytimes+1

Et eldgammelt viralt forsvar

I motsetning til CRISPR, som ble funnet i bakterier, stammer VIPR fra virus som bruker det som et våpen mot konkurrerende fag. Et team ledet av Jennifer Doudna, biokjemikeren ved University of California, Berkeley som delte Nobelprisen i kjemi i 2020 for sitt arbeid med CRISPR, identifiserte systemet etter år med undersøkelser av den evolusjonære opprinnelsen til RNA-styrt immunitet.biorxiv+2

Ifølge forskerne består VIPR av et Vipr-protein som er en forløper til de tidligste CRISPR-Cas-effektorene, paret med spesialiserte VIPR-RNA-er, eller vrRNA-er, som bruker vekslende molekylære motiver for å gjenkjenne og binde seg til DNA. En tilhørende studie detaljerte 21 kryo-elektronmikroskopistrukturer som viser hvordan Vipr-proteinet samler seg langs sitt guide-RNA for å danne en helisk filament, for så å binde DNA gjennom en tripleksstruktur – en mekanisme som er distinkt fra hvordan CRISPR fungerer.science+2

Et potensielt kraftigere verktøy

VIPR kan ha praktiske fordeler fremfor CRISPR. Det ser ut til å kunne målrette et bredere spekter av genetiske sekvenser, noe som kan tillate modifisering av større deler av genomet. Molekylene som er involvert er også mindre, noe som kan gjøre dem lettere å levere inn i celler – en vedvarende utfordring innen genterapi.nytimes

"Den bemerkelsesverdig lille størrelsen på VIPR posisjonerer disse systemene som transformative verktøy for genredigering," sa Kranusch, en mikrobiolog ved Harvard Medical School som ikke var involvert i forskningen.nytimes

Hva skjer videre

Oppdagelsen kommer i et øyeblikk med rask ekspansjon innen genredigeringsfeltet. Separat forskning publisert torsdag i Nature beskrev nye funn om hvordan tidlige menneskelige embryoer reparerer DNA-skader fra redigeringsverktøy, noe som understreker både løftet og de uavklarte sikkerhetsspørsmålene rundt genetisk modifisering. I mellomtiden har Doudnas eget laboratorium vært aktivt på flere fronter, inkludert bruk av kunstig intelligens for å designe syntetiske CRISPR-enzymer.technologynetworks+2

Om VIPR vil gå fra grunnleggende vitenskap til kliniske eller landbruksmessige applikasjoner gjenstår å se. Forskerne demonstrerte at systemet kan omprogrammeres for transkripsjonsundertrykkelse i fag, men å overføre denne evnen til pattedyrceller vil kreve videre arbeid.biorxiv