ໃນສິບປີທີ່ຜ່ານມາ, ເຕັກໂນໂລຢີການແກ້ໄຂ gene ໂດຍອີງໃສ່ CRISPR ໄດ້ພັດທະນາຢ່າງໄວວາ, ແລະໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງສໍາເລັດຜົນໃນການປິ່ນປົວພະຍາດທາງພັນທຸກໍາແລະມະເຮັງໃນການທົດລອງທາງດ້ານການຊ່ວຍຂອງມະນຸດ.ໃນຂະນະດຽວກັນ, ນັກວິທະຍາສາດໃນທົ່ວໂລກກໍາລັງແຕະເຄື່ອງມືໃຫມ່ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງທີ່ມີທ່າແຮງການແກ້ໄຂ gene ເພື່ອແກ້ໄຂບັນຫາຂອງເຄື່ອງມືດັດແກ້ gene ທີ່ມີຢູ່ແລ້ວແລະການຕັດສິນໃຈ.

ໃນເດືອນກັນຍາ 2021, ທີມງານຂອງ Zhang Feng ໄດ້ຕີພິມເອກະສານໃນວາລະສານວິທະຍາສາດ [1], ແລະພົບເຫັນວ່າລະດັບຄວາມກ້ວາງຂອງ transposters code RNA ນໍາພາ enzymes ອາຊິດ nucleic ແລະຕັ້ງຊື່ມັນວ່າລະບົບ Omega (ລວມທັງ ISCB, ISRB, TNP8).ການສຶກສາຍັງພົບວ່າລະບົບ Omega ໃຊ້ພາກສ່ວນຂອງ RNA ເພື່ອນໍາພາການຕັດສາຍຕ່ອງໂສ້ສອງ DNA, ຄືωRNA.ສິ່ງທີ່ສໍາຄັນກວ່ານັ້ນ, ເອນໄຊອາຊິດນິວຄລີອິກເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນມີຂະຫນາດນ້ອຍຫຼາຍ, ພຽງແຕ່ປະມານ 30% ຂອງ CAS9, ຊຶ່ງຫມາຍຄວາມວ່າພວກມັນອາດຈະຖືກສົ່ງກັບຈຸລັງຫຼາຍກວ່າເກົ່າ.

ໃນວັນທີ 12 ເດືອນຕຸລາປີ 2022, ທີມງານຂອງ Zhang Feng ໄດ້ຕີພິມໃນວາລະສານທໍາມະຊາດທີ່ມີຊື່ວ່າ: ໂຄງສ້າງຂອງ Omega Nickase ISRB ໃນສະລັບສັບຊ້ອນທີ່ມີ ωrna ແລະ DNA ເປົ້າຫມາຍ [2].

ການສຶກສາໄດ້ວິເຄາະເພີ່ມເຕີມໂຄງສ້າງກ້ອງຈຸລະທັດເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ແຊ່ແຂງຂອງ ISRB-ωRNA ແລະສະລັບສັບຊ້ອນ DNA ເປົ້າຫມາຍໃນລະບົບ Omega.

ISCB ແມ່ນບັນພະບຸລຸດຂອງ CAS9, ແລະ ISRB ແມ່ນວັດຖຸດຽວກັນຂອງການຂາດໂດເມນອາຊິດນິວເຄຼຍ HNH ຂອງ ISCB, ດັ່ງນັ້ນຂະຫນາດແມ່ນນ້ອຍກວ່າ, ພຽງແຕ່ປະມານ 350 ອາຊິດ amino.DNA ຍັງໃຫ້ພື້ນຖານສໍາລັບການພັດທະນາຕໍ່ໄປແລະການຫັນປ່ຽນດ້ານວິສະວະກໍາ.

RNA-guided IsrB ແມ່ນສະມາຊິກຂອງຄອບຄົວ OMEGA ທີ່ເຂົ້າລະຫັດໂດຍ IS200/IS605 superfamily ຂອງ transposons.ຈາກການວິເຄາະ phylogenetic ແລະໂດເມນທີ່ເປັນເອກະລັກທີ່ແບ່ງປັນ, IsrB ມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະເປັນຄາຣະວາຂອງ IscB, ເຊິ່ງເປັນບັນພະບຸລຸດຂອງ Cas9.

ໃນເດືອນພຶດສະພາ 2022, ຫ້ອງທົດລອງມັງກອນຮັກຂອງມະຫາວິທະຍາໄລ Cornell ໄດ້ພິມເຜີຍແຜ່ເອກະສານໃນວາລະສານວິທະຍາສາດ [3], ການວິເຄາະໂຄງສ້າງຂອງ IscB-ωRNA ແລະກົນໄກການຕັດ DNA.

ເມື່ອປຽບທຽບກັບ IscB ແລະ Cas9, IsrB ຂາດໂດເມນນິວເຄລຍ HNH, REC lobe, ແລະສ່ວນໃຫຍ່ຂອງໂດເມນທີ່ມີການໂຕ້ຕອບ PAM, ດັ່ງນັ້ນ IsrB ແມ່ນນ້ອຍກວ່າ Cas9 ຫຼາຍ (ພຽງແຕ່ປະມານ 350 ອາຊິດ amino).ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຂະຫນາດຂະຫນາດນ້ອຍຂອງ IsrB ແມ່ນມີຄວາມສົມດູນໂດຍຄໍາແນະນໍາທີ່ຂ້ອນຂ້າງໃຫຍ່ RNA (Omega RNA ຂອງມັນຍາວປະມານ 300 nt).

ທີມງານຂອງ Zhang Feng ໄດ້ວິເຄາະໂຄງສ້າງກ້ອງຈຸລະທັດ cryo-electron ຂອງ IsrB (DtIsrB) ຈາກເຊື້ອແບັກທີເຣັຍ anaerobic ຄວາມຮ້ອນປຽກຊຸ່ມ Desulfovirgula thermocuniculi ແລະສະລັບສັບຊ້ອນຂອງ ωRNA ແລະ DNA ເປົ້າຫມາຍ.ການວິເຄາະໂຄງສ້າງໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າໂຄງສ້າງລວມຂອງທາດໂປຼຕີນຈາກ IsrB ແບ່ງປັນໂຄງສ້າງກະດູກສັນຫຼັງກັບທາດໂປຼຕີນ Cas9.

ແຕ່ຄວາມແຕກຕ່າງແມ່ນວ່າ Cas9 ໃຊ້ REC lobe ເພື່ອສ້າງຄວາມສະດວກໃນການຮັບຮູ້ເປົ້າຫມາຍ, ໃນຂະນະທີ່ IsrB ອີງໃສ່ ωRNA ຂອງມັນ, ເຊິ່ງເປັນສ່ວນຫນຶ່ງຂອງໂຄງສ້າງສາມມິຕິທີ່ສະລັບສັບຊ້ອນທີ່ເຮັດຫນ້າທີ່ຄ້າຍຄື REC.

ເພື່ອເຂົ້າໃຈການປ່ຽນແປງໂຄງສ້າງຂອງ IsrB ແລະ Cas9 ໃນໄລຍະວິວັດທະນາການຈາກ RuvC, ທີມງານຂອງ Zhang Feng ໄດ້ປຽບທຽບໂຄງສ້າງການຜູກມັດ DNA ເປົ້າຫມາຍຂອງ RuvC (TtRuvC), IsrB, CjCas9 ແລະ SpCas9 ຈາກ Thermus thermophilus .

ການວິເຄາະໂຄງສ້າງຂອງ IsrB ແລະ ωRNA ຂອງມັນຊີ້ແຈງວ່າ IsrB-ωRNA ຮ່ວມກັນຮັບຮູ້ແລະແຍກ DNA ເປົ້າຫມາຍແນວໃດ, ແລະຍັງສະຫນອງພື້ນຖານສໍາລັບການພັດທະນາແລະວິສະວະກໍາເພີ່ມເຕີມຂອງນິວເຄລຍຂະຫນາດນ້ອຍນີ້.ການປຽບທຽບກັບລະບົບ RNA-guided ອື່ນໆຊີ້ໃຫ້ເຫັນການໂຕ້ຕອບທີ່ເປັນປະໂຫຍດລະຫວ່າງທາດໂປຼຕີນແລະ RNAs, ກ້າວຫນ້າຄວາມເຂົ້າໃຈຂອງພວກເຮົາກ່ຽວກັບຊີວະວິທະຍາແລະການວິວັດທະນາຂອງລະບົບທີ່ຫຼາກຫຼາຍເຫຼົ່ານີ້.

ລິ້ງ:

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