गेल्या दहा वर्षांत, CRISPR वर आधारित जनुक संपादन तंत्रज्ञान वेगाने विकसित झाले आहे, आणि मानवी नैदानिक ​​​​चाचण्यांमध्ये अनुवांशिक रोग आणि कर्करोगाच्या उपचारांसाठी यशस्वीरित्या लागू केले गेले आहे.त्याच वेळी, जगभरातील शास्त्रज्ञ विद्यमान जनुक संपादन साधने आणि निर्णायकांच्या समस्यांचे निराकरण करण्यासाठी जीन संपादन क्षमतेसह नवीन नवीन साधने सतत वापरत आहेत.

सप्टेंबर २०२१ मध्ये, झांग फेंगच्या टीमने सायन्स जर्नलमध्ये एक पेपर प्रकाशित केला [१], आणि आढळले की विस्तृत ट्रान्सपोस्टर्सने RNA मार्गदर्शित न्यूक्लिक अॅसिड एन्झाईम कोडित केले आणि त्याला ओमेगा सिस्टम (ISCB, ISRB, TNP8 सह) असे नाव दिले.अभ्यासात असेही आढळून आले आहे की ओमेगा प्रणाली कटिंग डीएनए दुहेरी साखळी, म्हणजे ωRNA चे मार्गदर्शन करण्यासाठी RNA चा एक भाग वापरते.अधिक महत्त्वाचे म्हणजे, हे न्यूक्लिक अॅसिड एन्झाईम्स खूप लहान आहेत, CAS9 च्या फक्त 30% आहेत, याचा अर्थ ते पेशींमध्ये वितरित होण्याची अधिक शक्यता असते.

12 ऑक्टोबर 2022 रोजी, झांग फेंगच्या टीमने नेचर जर्नलमध्ये प्रकाशित केले: ωrna आणि लक्ष्य DNA [२] सह कॉम्प्लेक्समध्ये ओमेगा निकसे ISRB ची रचना.

अभ्यासात पुढे ओमेगा सिस्टीममधील ISRB-ωRNA आणि लक्ष्य DNA कॉम्प्लेक्सच्या गोठलेल्या इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोप रचनेचे विश्लेषण केले.

ISCB हा CAS9 चा पूर्वज आहे आणि ISRB हा ISCB च्या HNH न्यूक्लिक ऍसिड डोमेनच्या कमतरतेचा समान ऑब्जेक्ट आहे, त्यामुळे आकार लहान आहे, फक्त 350 एमिनो ऍसिड.डीएनए पुढील विकास आणि अभियांत्रिकी परिवर्तनासाठी पाया देखील प्रदान करते.

RNA-मार्गदर्शित IsrB हा ओमेगा कुटुंबाचा सदस्य आहे जो ट्रान्सपोसन्सच्या IS200/IS605 सुपरफॅमिलीद्वारे एन्कोड केलेला आहे.फायलोजेनेटिक विश्लेषण आणि सामायिक केलेल्या अद्वितीय डोमेनवरून, IsrB हे IscB चा पूर्ववर्ती असण्याची शक्यता आहे, जो Cas9 चा पूर्वज आहे.

मे 2022 मध्ये, कॉर्नेल युनिव्हर्सिटीच्या लव्हली ड्रॅगन प्रयोगशाळेने जर्नल सायन्स [३] मध्ये IscB-ωRNA ची रचना आणि DNA कापण्याच्या त्याच्या यंत्रणेचे विश्लेषण करणारा एक पेपर प्रकाशित केला.

IscB आणि Cas9 च्या तुलनेत, IsrB मध्ये HNH nuclease डोमेन, REC लोब आणि PAM अनुक्रम-संवाद करणारे डोमेन नसतात, म्हणून IsrB Cas9 (केवळ 350 एमिनो ऍसिड) पेक्षा खूपच लहान आहे.तथापि, IsrB चा लहान आकार तुलनेने मोठ्या मार्गदर्शक RNA द्वारे संतुलित आहे (त्याचा ओमेगा RNA सुमारे 300 nt लांब आहे).

झांग फेंगच्या टीमने ओलसर-उष्णता अॅनारोबिक जीवाणू डेसल्फोविरगुला थर्मोक्युनिक्युली आणि ωRNA आणि लक्ष्य DNA च्या कॉम्प्लेक्समधून IsrB (DtIsrB) च्या क्रायो-इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोप रचनेचे विश्लेषण केले.संरचनात्मक विश्लेषणातून असे दिसून आले आहे की IsrB प्रथिनांची एकूण रचना Cas9 प्रथिनांसह पाठीचा कणा आहे.

परंतु फरक असा आहे की Cas9 लक्ष्य ओळख सुलभ करण्यासाठी REC लोब वापरते, तर IsrB त्याच्या ωRNA वर अवलंबून असते, ज्याचा एक भाग एक जटिल त्रि-आयामी रचना बनवतो जी REC सारखी कार्य करते.

RuvC पासून उत्क्रांती दरम्यान IsrB आणि Cas9 चे संरचनात्मक बदल अधिक चांगल्या प्रकारे समजून घेण्यासाठी, झांग फेंगच्या टीमने थर्मस थर्मोफिलसच्या RuvC (TtRuvC), IsrB, CjCas9 आणि SpCas9 च्या लक्ष्यित DNA-बाइंडिंग स्ट्रक्चर्सची तुलना केली.

IsrB आणि त्याचे ωRNA चे संरचनात्मक विश्लेषण IsrB-ωRNA संयुक्तपणे लक्ष्य DNA कसे ओळखते आणि क्लीव्ह करते हे स्पष्ट करते आणि या लघुकेंद्राच्या पुढील विकासासाठी आणि अभियांत्रिकीसाठी आधार देखील प्रदान करते.इतर आरएनए-मार्गदर्शित प्रणालींशी तुलना केल्याने प्रथिने आणि आरएनए यांच्यातील कार्यात्मक परस्परसंवाद हायलाइट करतात, या विविध प्रणालींच्या जीवशास्त्र आणि उत्क्रांतीबद्दलची आमची समज वाढवते.

दुवे:

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