Вчені виявили CasX і CasY ферменти у бактерій

Дослідники виявили два нових CRISPR-асоційованих білка у бактерій, CasX і CasY, обидва з яких менше типу, який використовується в даний час для редагування генів. Поряд з першим в історії відкриттям білка Cas9 в архей, це дослідження може привести до інновацій в сучасних методах редагування генів типу CRISPR.

Знайомства CasX і Casy

Дослідники з Каліфорнійського університету в Берклі виявили нові системи CRISPR-КАН, інструмент ген-редагування в даний час реконструює поле. У своєму дослідженні, опублікованому в Nature, команда повідомляє, що вони знайшли два нових бактеріальних білків Cas, а також перший в світі архейного білок cas9.

Дослідники провели останні 10 років реконструкції геномів мікробів, яку вони зібрали з різних середовищ - все, від ґрунтових вод і донних відкладень в кислих шахтних вод биопленок та малюкової кишки. Результатом їх роботи є колекція terabase масштабу геноміки мікробів. Переважна більшість з них були раніше необробленими, а це означає, що вони не були вирощені в ізоляції до того. Це особливо важливо тому, що методи CRISPR-Cas використовуються в даний час були розроблені на основі бактерій, культивованих в лабораторіях.

Команда шукала характерних повторюваних послідовностей і виявив, як сказано CRISPR дослідник Родольфо Barrangou Вчений, послідовності, які контролювали білок cas9 були розташовані в двох архей геномів "золото з метагеномного темної матерії." - Цікава знахідка, так як cas9 було раніше доступні тільки в бактеріях.

Крім того, група відкриває нові CRISPR-асоційовані білки (КАС) серед бактерій. Нові білки, які вони назвали CasX і Casy, були складені з близько 980 і 1200 амінокислот відповідно. "Вони дуже малі, особливо CasX," сказав Банфілд. "Це означає, що це потенційно більш корисним."

Система Краще CRISPR?

CRISPR або кластерні регулярно interspaced короткі паліндромний повтори, є природним захисним механізмом можна знайти в деяких прокаріотів. Разом з білком Cas, розрізах системи і зберігає нерідній ДНК від загарбників, таких як віруси. Це дозволяє організму зберігати генетичну пам'ять цього загарбника, який він може потім посилатися швидко ідентифікувати загарбника, якщо він знову зустрічається в майбутньому.

Серед численних програм CRISPR-Cas, система класу 2, який зазвичай використовує нуклеази cas9, був вивчений найбільше, і в останні роки вона була адаптована в якості методики в галузі біотехнології. Використання системи CRISPR-cas9, вчені можуть орієнтуватися на конкретні інтервали генетичного коду в живих організмах, а потім вирізати і редагувати ці гени більш точно, ніж будь-коли раніше.

Оскільки археї відрізняються від бактерій біологічно, знайти білок cas9 в архей представляє цікаву нову область дослідження в галузі досліджень CRISPR. Банфілд вважає, що можуть бути компоненти системи, які відрізняються і що ці відмінності могли б запропонувати нову інформацію, яка може поліпшити існуючі методи біотехнології. Точно так же, Ротем Сорек з Інституту Вейцмана в Ізраїлі бачить менший розмір недавно виявлених CasX і Casy білків перспективним, оскільки "поставка малих генів у клітини набагато простіше, ніж доставки великих генів."

Банфілд сподівається, що більше корисних відкриттів можна знайти за допомогою метагеноміка: "Це показовий приклад того, що я думаю, що буде лавина нових білків і шляхів і систем, які тримають неймовірний біотехнології та медичне значення."

Список літератури: Вчений, Nature Reviews Genetics, Broad Institute