Oamenii de știință au descoperit 188 de tipuri necunoscute anterior CRISPR sisteme îngropate în genomul microorganismelor simple.
Cel mai bine cunoscut ca un instrument puternic de editare a genelor, CRISPR provine de fapt dintr-un sistem de apărare încorporat găsit în bacterii și microbi simpli numiti arhee. Sistemele CRISPR includ perechi de „foarfece moleculare” numite enzime Cas, care permit microbilor să taie ADN-ul virusurilor care îi atacă. Tehnologia CRISPR profită de aceste foarfece pentru a tăia gene din ADN și pentru a lipi noi gene.
Noul studiu, publicat pe 23 noiembrie în jurnal Ştiinţăextinde diversitatea cunoscută a sistemelor CRISPR în microorganisme și ar putea deschide noi căi pentru editarea precisă a genelor cu mai puține efecte „în afara țintă”, au spus cercetătorii.
Echipa a descoperit noile sisteme CRISPR prin scanarea a milioane de genomi de microorganisme folosind un algoritm numit clustering rapid bazat pe hashing sensibil la localitate sau FLSHclust (pronunțat „flash cluster”). Algoritmul funcționează prin gruparea foarte eficientă a obiectelor similare și este conceput pentru a vâna gene legate de CRISPR. Cercetătorii au folosit FLSHclust pe trei seturi masive de date publice care conțin miliarde de secvențe de ADN și proteine de la bacterii.
Legate de: Prima terapie CRISPR din lume tocmai a fost aprobată. Iată tot ce trebuie să știi
„Acest nou algoritm ne permite să analizăm datele într-un interval de timp suficient de scurt încât să putem recupera rezultatele și să facem ipoteze biologice”, co-autorul primului studiu. Soumya Kannanfost doctorand și acum un bursier postdoctoral la Broad Institute/MIT Department of Biology, a spus MIT News.
FLSHclust realizează în săptămâni ceea ce algoritmii anteriori ar realiza în luni de zile, a raportat MIT News.
După ce au găsit noile tipuri de CRISPR, cercetătorii au experimentat cu patru dintre sisteme pentru a începe să înțeleagă cum funcționează.
Sistemele CRISPR despre care oamenii de știință le cunoșteau anterior au apărut în șase arome – tipurile I până la VI – care diferă ca mărime, enzimele pe care le folosesc și modul în care se fixează pe materialul genetic, Natura a raportat. (Primul Sistemul CRISPR identificat vreodată este un sistem de tip II și utilizează o singură enzimă numită Cas9 pentru a tăia ADN-ul, în timp ce alte tipuri folosesc enzime Cas diferite sau multiple.)
Din cele patru clustere CRISPR pe care le-a experimentat echipa, două au fost variante ale sistemelor CRISPR de tip I și unul de tip IV. Ambele sisteme de tip I au făcut tăieturi mici și precise în ADN-ul în celulele umane, a demonstrat echipa. Oamenii de știință cred că sistemele de tip I ar putea fi mai puțin predispuse la reduceri accidentale, în afara țintei decât CRISPR-Cas9, așa că ar putea fi utile pentru editarea genelor, potrivit MIT News.
Clusterul final a fost un tip complet nou de CRISPR, pe care echipa supranumit tip VII. Ca și alte tipuri de CRISPRvizează ARN, un verișor molecular al ADN-ului care este cheia pentru construirea proteinelor. Deci, teoretic, sistemele de tip VII ar putea fi utile pentru editarea ARN.
Acestea fiind spuse, este prea devreme să spunem dacă sistemele CRISPR de tip VII sau oricare dintre celelalte gene identificate de FLSHclust vor fi utile pentru inginerie genetică, co-autor al primului studiu Han Altae-Tranfost student absolvent la Broad Institute/MIT Department of Biology și acum un cercetător postdoctoral la Universitatea din Washington, a declarat pentru Nature.
Următorul pas va fi să cercetăm mai multe sisteme noi pentru a vedea cum funcționează părțile lor componente și dacă ar putea fi utilizate în mod fezabil în editarea genelor, a raportat Nature.
Citiți mai multe în Știri MIT și Natură.
Te-ai întrebat vreodată de ce unii oameni își construiesc mușchi mai ușor decât alții sau de ce ies pistruii la soare? Trimite-ne întrebările tale despre cum funcționează corpul uman community@livescience.com cu subiectul „Health Desk Q” și este posibil să vedeți răspunsul la întrebarea dvs. pe site!