CRISPR-авария – часть иммунной системы бактерий и используется, чтобы бороться с вирусами. В системе CRISPR-Cas9 фермент Cas9 режет вирусную ДНК в местоположении, определенном молекулой РНК – известный как РНК CRISPR (crRNA) в комплексе с другой РНК, так называемым tracrRNA. Это помещает неисправные болезнетворные микроорганизмы.В 2011 Эмманюэль Шарпантье и ее коллеги описали, что система состоит из двух РНК, формирующих дуплекс (tracrRNA и pre-crRNA), с tracrRNA, назревающим pre-crRNA к crRNA, в присутствии белка Cas9 (раньше названный Csn1).
Год спустя Эмманюэль Шарпантье и коллеги продемонстрировали, что tracrRNA и crRNA вместе, быть им в форме дуплекса двух РНК руководства или сплавленной единственной РНК руководства, требуются, чтобы определенно вести фермент Cas9 к соответствующей целевой последовательности ДНК.С тех пор CRISPR-Cas9 покорил лаборатории.
У и ученых и клиницистов есть большие надежды на него: последние цели использовать ножницы фермента, чтобы вылечить тяжелые генетические заболевания.«Хотя работы CRISPR-Cas9 кажутся простыми, детали включенных механизмов довольно тонкие», говорит Шарпантье, директор в Институте Макса Планка Биологии Инфекции.
Прежде чем crRNA молекула может показать белку Cas9 сокращающийся пункт, это должно быть преобразовано в его конечную форму саму: раскалывающие РНК белки необходимы так, чтобы функционирование crRNA возникло. Один из них – РНК-аза III.
В 2011 Шарпантье обнаружил, что этот фермент вовлечен в crRNA процесс созревания наряду с tracrRNA.minimalistic CRISPR-системаИсследователи теперь обнаружили, что свободный механизм защиты некоторых бактерий более прост в структуре, чем CRISPR-Cas9.
В дополнение к Cas9 эти бактерии используют фермент Cpf1 для раскола иностранной ДНК. Результаты теперь показывают, что Cpf1 может разрезать и РНК и ДНК.
Cpf1 сначала удаляет разделы crRNA и таким образом помогает созреванию. Дополнительные ферменты созревания как РНК-аза III не требуются. Зрелая молекула РНК тогда ведет Cpf1 к своему целевому разделу на ДНК.У Cpf1 таким образом есть двойная функция: это позволяет функционирование crRNA и затем раскалывает ДНК в последовательности определенный способ.
Кроме того, в отличие от Cas9, Cpf1 не в зависимости от помощи tracrRNA молекулы, чтобы достигнуть ее места назначения. Следовательно, это еще более просто в структуре, чем CRISPR-Cas9. «CRISPR-Cpf1 – система Plug and Play без дополнительного необходимого компонента.
Напротив, CRISPR-Cas9 нужен в его естественном урегулировании помощник активировать систему», объясняет Шарпантье.«Если система CRISPR-Cpf1 обеспечивает, любая материальная добавленная стоимость по системе CRISPR-Cas9 когда дело доходит до эукариотического генного редактирования остается быть объясненной.
Однако это ошеломляющее, чтобы видеть, как эволюция наследовала урожай существенно minimalistic, но эффективная иммунная система, чтобы бороться со вторгающимися вирусами», говорит Шарпантье. «Может быть больше таких систем, которые будут найдены в природе в будущем, поиск их уже в полном разгаре».