Yn ystod y deng mlynedd diwethaf, mae'r dechnoleg golygu genynnau sy'n seiliedig ar CRISPR wedi datblygu'n gyflym, ac wedi'i chymhwyso'n llwyddiannus i drin clefydau genetig a chanser mewn treialon clinigol dynol.Ar yr un pryd, mae gwyddonwyr ledled y byd yn gyson yn tapio offer newydd newydd gyda photensial golygu genynnau i ddatrys problemau offer golygu genynnau a phenderfynyddion presennol.

Ym mis Medi 2021, cyhoeddodd tîm Zhang Feng bapur yn y cyfnodolyn Science [1], a chanfuwyd bod ystod eang o drawsbostwyr yn codio RNA yn arwain ensymau asid niwclëig a'i enwi'n system Omega (gan gynnwys ISCB, ISRB, TNP8).Canfu'r astudiaeth hefyd fod y system Omega yn defnyddio rhan o RNA i arwain y gadwyn ddeuol DNA torri, sef ωRNA.Yn bwysicach fyth, mae'r ensymau asid niwclëig hyn yn fach iawn, dim ond tua 30% o CAS9, sy'n golygu y gallent fod yn fwy tebygol o gael eu danfon i gelloedd.

Ar Hydref 12, 2022, cyhoeddodd tîm Zhang Feng yn y cyfnodolyn Nature o'r enw: Strwythur y Omega Nickase ISRB mewn Cymhleth gyda ωrna a DNA Targed [2].

Dadansoddodd yr astudiaeth ymhellach strwythur microsgop electron wedi'i rewi o ISRB-ωRNA a chymhleth DNA targed yn y system Omega.

ISCB yw hynafiad CAS9, ac ISRB yw'r un gwrthrych o ddiffyg parth asid niwclëig HNH o ISCB, felly mae'r maint yn llai, dim ond tua 350 o asidau amino.Mae DNA hefyd yn darparu sylfaen ar gyfer datblygiad pellach a thrawsnewid peirianneg.

Mae IsrB dan arweiniad RNA yn aelod o deulu OMEGA sydd wedi'i amgodio gan yr uwch-deulu o drawsposons IS200/IS605.O ddadansoddiad ffylogenetig a pharthau unigryw a rennir, mae IsrB yn debygol o fod yn rhagflaenydd IscB, sef hynafiad Cas9.

Ym mis Mai 2022, cyhoeddodd Labordy Lovely Dragon Prifysgol Cornell bapur yn y cyfnodolyn Science [3], yn dadansoddi strwythur IscB-ωRNA a'i fecanwaith o dorri DNA.

O'i gymharu ag IscB a Cas9, nid oes gan IsrB y parth niwcleas HNH, y lobe REC, a'r rhan fwyaf o'r parthau rhyngweithio dilyniant PAM, felly mae IsrB yn llawer llai na Cas9 (dim ond tua 350 o asidau amino).Fodd bynnag, mae maint bach IsrB yn cael ei gydbwyso gan RNA canllaw cymharol fawr (mae ei RNA omega tua 300 nt o hyd).

Dadansoddodd tîm Zhang Feng strwythur microsgop cryo-electron IsrB (DtIsrB) o'r bacteriwm anaerobig gwres llaith Desulfovirgula thermocuniculi a'i gymhleth o ωRNA a DNA targed.Dangosodd dadansoddiad strwythurol fod strwythur cyffredinol protein IsrB yn rhannu strwythur asgwrn cefn gyda phrotein Cas9.

Ond y gwahaniaeth yw bod Cas9 yn defnyddio'r lobe REC i hwyluso adnabod targed, tra bod IsrB yn dibynnu ar ei ωRNA, y mae rhan ohono'n ffurfio strwythur tri dimensiwn cymhleth sy'n gweithredu fel REC.

Er mwyn deall yn well newidiadau strwythurol IsrB a Cas9 yn ystod esblygiad RuvC, cymharodd tîm Zhang Feng y strwythurau targed rhwymo DNA o RuvC (TtRuvC), IsrB, CjCas9 a SpCas9 o Thermus thermophilus .

Mae dadansoddiad strwythurol IsrB a'i ωRNA yn egluro sut mae IsrB-ωRNA yn cydnabod ac yn hollti DNA targed ar y cyd, ac mae hefyd yn darparu sail ar gyfer datblygu a pheirianneg y niwcleas bach hwn ymhellach.Mae cymariaethau â systemau eraill a arweinir gan RNA yn amlygu rhyngweithiadau swyddogaethol rhwng proteinau ac RNAs, gan ddatblygu ein dealltwriaeth o fioleg ac esblygiad y systemau amrywiol hyn.

Dolenni:

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