Katika miaka kumi iliyopita, teknolojia ya uhariri wa jeni kulingana na CRISPR imeendelea kwa kasi, na imetumika kwa mafanikio katika matibabu ya magonjwa ya kijeni na saratani katika majaribio ya kliniki ya binadamu.Wakati huo huo, wanasayansi kote ulimwenguni wanagusa zana mpya kila wakati zenye uwezo wa kuhariri jeni ili kutatua matatizo ya zana zilizopo za kuhariri jeni na maamuzi.

Mnamo Septemba 2021, timu ya Zhang Feng ilichapisha karatasi katika jarida la Sayansi [1], na ikagundua kwamba aina mbalimbali za transposters ziliandika RNA iliyoongozwa na vimeng'enya vya asidi ya nukleiki na kuipa jina la mfumo wa Omega (pamoja na ISCB, ISRB, TNP8).Utafiti huo pia uligundua kuwa mfumo wa Omega hutumia sehemu ya RNA kuongoza mnyororo wa kukata DNA, yaani ωRNA.Muhimu zaidi, vimeng'enya hivi vya asidi ya nucleic ni vidogo sana, ni takriban 30% tu ya CAS9, ambayo ina maana kwamba vinaweza kuwa na uwezekano mkubwa wa kuwasilishwa kwa seli.

Mnamo Oktoba 12, 2022, timu ya Zhang Feng ilichapisha katika jarida la Nature lenye kichwa: Muundo wa Omega Nickase ISRB katika Complex yenye ωrna na DNA inayolengwa [2].

Utafiti huo ulichambua zaidi muundo wa hadubini ya elektroni iliyogandishwa ya ISRB-ωRNA na tata ya DNA inayolengwa katika mfumo wa Omega.

ISCB ni babu wa CAS9, na ISRB ni kitu sawa cha ukosefu wa kikoa cha HNH nucleic acid cha ISCB, hivyo ukubwa ni mdogo, tu kuhusu 350 amino asidi.DNA pia hutoa msingi wa maendeleo zaidi na mabadiliko ya uhandisi.

IsrB inayoongozwa na RNA ni mwanachama wa familia ya OMEGA iliyosimbwa na familia kuu ya IS200/IS605 ya transposons.Kutoka kwa uchanganuzi wa phylogenetic na vikoa vya kipekee vilivyoshirikiwa, IsrB ina uwezekano wa kuwa mtangulizi wa IscB, ambayo ni babu wa Cas9.

Mnamo Mei 2022, Maabara ya Lovely Dragon ya Chuo Kikuu cha Cornell ilichapisha karatasi katika jarida la Sayansi [3], ikichambua muundo wa IscB-ωRNA na utaratibu wake wa kukata DNA.

Ikilinganishwa na IscB na Cas9, IsrB haina kikoa cha nyuklia cha HNH, lobe ya REC, na vikoa vingi vinavyoingiliana vya PAM, kwa hivyo IsrB ni ndogo sana kuliko Cas9 (tu takriban 350 amino asidi).Walakini, saizi ndogo ya IsrB inasawazishwa na mwongozo mkubwa wa RNA (omega RNA yake ina urefu wa 300 nt).

Timu ya Zhang Feng ilichanganua muundo wa hadubini ya cryo-electron ya IsrB (DtIsrB) kutoka kwa bakteria yenye unyevunyevu ya anaerobic ya Desulfovirgula thermocuniculi na changamano yake ya ωRNA na DNA lengwa.Uchambuzi wa kimuundo ulionyesha kuwa muundo wa jumla wa protini ya IsrB ulishiriki muundo wa uti wa mgongo na protini ya Cas9.

Lakini tofauti ni kwamba Cas9 hutumia kipenyo cha REC kuwezesha utambuzi wa lengwa, ilhali IsrB inategemea ωRNA yake, sehemu ambayo huunda muundo changamano wa pande tatu unaofanya kazi kama REC.

Ili kuelewa vyema mabadiliko ya muundo wa IsrB na Cas9 wakati wa mageuzi kutoka RuvC, timu ya Zhang Feng ililinganisha miundo lengwa inayofunga DNA ya RuvC (TtRuvC), IsrB, CjCas9 na SpCas9 kutoka Thermus thermophilus .

Uchanganuzi wa muundo wa IsrB na ωRNA yake unafafanua jinsi IsrB-ωRNA inavyotambua kwa pamoja na kupasua DNA lengwa, na pia hutoa msingi wa maendeleo zaidi na uhandisi wa nuklea hii ndogo.Ulinganisho na mifumo mingine inayoongozwa na RNA huangazia mwingiliano wa utendaji kazi kati ya protini na RNA, na hivyo kuendeleza uelewa wetu wa biolojia na mageuzi ya mifumo hii mbalimbali.

Viungo:

1.https://www.science.org/doi/10.1126/science.abj6856

2.https://www.science.org/doi/10.1126/science.abq7220

3.https://www.nature.com/articles/s41586-022-05324-6