Новая система CRISPR для нацеливания на РНК: обнаруженный в бактериях как вирусный защитный механизм, исследователи программируют C2c2 для манипулирования клеточной РНК с помощью CRISPR.

Новый подход может открыть новые возможности для клеточных манипуляций. В то время как редактирование ДНК вносит необратимые изменения в геном клетки, подход РНК-таргетинга на основе CRISPR может позволить исследователям вносить временные изменения, которые можно корректировать в большую или меньшую сторону, и с большей специфичностью и функциональностью, чем существующие методы РНК-интерференции.

В исследовании, опубликованном сегодня в журнале Science, Фэн Чжан и его коллеги из Института Броуда и Института исследований мозга Макговерна в Массачусетском технологическом институте, а также соавторы Юджин Кунин и его коллеги из Национального института здоровья, а также Константин Северинов из Университета Рутгерса в Нью-Брансуике и Сколтех сообщает об идентификации и функциональной характеристике C2c2, РНК-управляемого фермента, способного нацеливать и разрушать РНК.Результаты показывают, что C2c2 — первая естественная система CRISPR, нацеленная только на идентифицированную РНК, обнаруженная этой совместной группой в октябре 2015 года, — помогает защитить бактерии от вирусной инфекции. Они демонстрируют, что C2c2 можно запрограммировать на расщепление определенных последовательностей РНК в бактериальных клетках, что сделало бы его важным дополнением к инструментарию молекулярной биологии.

РНК-ориентированное действие C2c2 дополняет систему CRISPR-Cas9, которая нацелена на ДНК, геномный план для идентификации и функционирования клеток. Способность нацеливаться только на РНК, которая помогает выполнять геномные инструкции, дает возможность специфически манипулировать РНК с высокой пропускной способностью — и манипулировать функцией генов в более широком смысле.

Это может ускорить прогресс в понимании, лечении и предотвращении болезней.«C2c2 открывает дверь к совершенно новым рубежам мощных инструментов CRISPR», — сказал Фэн Чжан, старший автор и член Core Institute Broad Institute. «Существует огромное количество возможностей для C2c2, и мы рады превратить его в платформу для исследований в области наук о жизни и медицины».

«Изучение C2c2 раскрывает принципиально новый биологический механизм, который бактерии, кажется, используют для защиты от вирусов», — сказал Юджин Кунин, старший автор и руководитель группы эволюционной геномики Национального института здоровья. «Применение этой стратегии может быть весьма поразительным».В настоящее время наиболее распространенной техникой нокдауна гена является малая интерферирующая РНК (миРНК).

По словам исследователей, методы редактирования РНК C2c2 предполагают большую специфичность и имеют потенциал для более широкого спектра применений, таких как:Добавление модулей к определенным последовательностям РНК для изменения их функции — того, как они транслируются в белки, — что сделало бы их ценными инструментами для крупномасштабных скринингов и построения синтетических регуляторных сетей, а также

Использование C2c2 для флуоресцентной маркировки РНК как средство изучения их транспортировки и субклеточной локализации.В этой работе команда смогла точно нацелить и удалить определенные последовательности РНК с помощью C2c2, снизив уровень экспрессии соответствующего белка.

Это предполагает, что C2c2 может представлять собой альтернативный подход к siRNA, дополняющий специфичность и простоту редактирования ДНК на основе CRISPR и предлагающий исследователям регулируемую возможность «нокдауна» гена с использованием РНК.C2c2 имеет преимущества, которые делают его пригодным для разработки инструментов:

C2c2 — это двухкомпонентная система, для функционирования которой требуется только одна направляющая РНК, иC2c2 кодируется генетически — это означает, что необходимые компоненты могут быть синтезированы в виде ДНК для доставки в ткани и клетки.«Сильнейшее влияние C2c2 может быть оказано на наше понимание роли РНК в заболевании и клеточной функции», — сказал соавтор исследования Омар Абудайе, аспирант лаборатории Чжан.


Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *