Leder efter CRISPR-schweizisk hærskniv

Forskere ved Københavns Universitet, ledet af den spanske professor Guillermo Montoya, undersøger de molekylære egenskaber ved forskellige molekylære saks i CRISPR-Cas-systemet for at kaste lys over de såkaldte "schweiziske hærknive" i genomredigering. Montoyas forskningsgruppe har visualiseret atomstrukturer i Cpf1- og Cas9 -proteinerne for at analysere hver af deres egenskaber og særegenheder, der gør dem ideelle til forskellige anvendelser inden for genmodifikation.

Professor Montoyas team fra Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research ved University of Copenhaguen arbejder aktivt på dette område. For nylig, dette team opnåede molekylstrukturen i CRISPR-Cpf1-komplekset efter målspaltning. Dette protein fra Cas -familien har evnen til specifikt at spole ud og spalte DNA'et for at starte modifikationsprocessen.

"Denne egenskab giver os mulighed for at redigere instruktionerne i genomet på en mere sikker måde, da Cpf1 genkender den specifikke DNA -sekvens med højere præcision, "forklarer Montoya til SINC.

Nu, i en artikel offentliggjort i Natur Strukturel &Molekylær Biologi , forskerne fra den danske institution har analyseret og sammenlignet det indre arbejde i disse molekylære sakse med CRISPR-Cas9, den spilskiftende teknologi, der har udløst en revolution ved at levere en billig og let DNA-redigeringsteknologi, opdaget af Jennifer Doudna og Emmanuelle Charpentier i 2012.

Brugen af ​​CRISPR-Cas9 til genetisk modifikation af planter og dyr er allerede i gang. Ud over, denne teknologi implementeres også i menneskelig terapi af forskellige sygdomme, såsom kræft og dets antal applikationer bliver ved med at vokse.

Røntgenkrystallografi

Ved at bruge en biofysisk teknik kaldet røntgenkrystallografi, Montoya og kolleger har afsløret Cpf1 og Cas9's højopløselige struktur for bedre at forstå deres arbejdsmekanisme, herunder mål -DNA -genkendelse og spaltning.

For molekylærbiologen, hovedkonklusionen af ​​undersøgelsen er, at "ifølge deres molekylære særegenheder, afhængigt af det resultat, vi ønsker at opnå efter redigeringsprocessen (dvs. om vi vil inaktivere eller indsætte et DNA -fragment i en region af genomet), nogle af disse molekylære værktøjer kan være mere passende end andre. "

"Når man skærer DNA'et, Cas9 genererer stumpe ender, gør dette protein mere egnet til geninaktivering. I modsætning, Cpf1 producerer forskudte komplementære ender, gør det mere bekvemt at indsætte et DNA -fragment, "Tilføjer Montoya.

Han tilføjer, "At afsløre det detaljerede apparat for disse indviklede molekylære skalpeller er ikke kun afgørende for at forstå deres virkningsmekanisme, men også til rationelt at designe sikrere og mere effektive genomredigeringsværktøjer, der kan bruges til kliniske eller bioteknologiske applikationer samt til syntetisk biologi. "