Дослідники розкривають новий механізм замовчування генів

Кінцева модель механізму типу IV-A. Зліва направо: Крок 1 показує утворення комплексу “ефектора”, що складається з направляючої РНК та білків типу IV-A (виведено з кріо-ЕМ-структури). РНК-білковий комплекс зв’язується з коротким мотивом поруч із цільовою ділянкою ДНК (PAM). На кроці 2 є R-петля, що сигналізує про цільовий сайт. Крок 3 показує зв’язування Ding (рожева структура, що нагадує бульбашку). На етапі 4 Дінг, ймовірно, рухається по ДНК, щоб замовкнути ген, потенційно повторюючи процес подальшого замовчування (крок 5). Кредит: Природні комунікації (2024). Doi: 10.1038/S41467-024-53778-1

Вчені з Центру наук про життя університету Вільній (ВУ) (LSC) виявили унікальний спосіб, щоб клітини замовкли специфічні гени без різання ДНК. Це дослідження під керівництвом професора Патріка Пауша та опублікованого в журналі Природні комунікаціївиявляє новий спосіб замовкнути гени, схожий на натискання кнопки “пауза” за певними генетичними інструкціями всередині клітин.

Дослідницька група, включаючи докторського студента Рімвіду Чепайт, доктора Ейстоя Скорупскайта, студентка Гінтарė žvejyte та професор Пауша в університеті Вільнюса, працюючи разом з міжнародною командою, розкрила, як клітини використовують конкретну систему для пошуку та мовчання небажаної ДНК. Ця система, яка врешті -решт може забезпечити безпечніші модифікації генів, показує обіцянку для відновлення несправних генів, які викликають захворювання.

“На відміну від добре відомої системи редагування генів CRISPR, яка часто описана як молекулярні” ножиці “, нещодавно вивчена система IV-A CRISPR не скорочує гени. Натомість вона використовує комплекс ефектора, керованого РНК, для набору генів, що під назвою Дін, який рухається вздовж ДНК та Сироційних генів у більш тонкому манері,” пояснює профі.

На думку дослідника, це захоплююче, як система визнає точне розташування на ДНК для початку роботи. “Система використовує два білки (CAS8 і CAS5), щоб знайти дуже коротку мотив послідовності, що прилягає до комплементарної цільової ДНК РНК-направляючого.

Критичним компонентом у цьому процесі є утворення R-петлі-відкриті структури ДНК, де РНК зв’язується, сигналізуючи про систему для ініціювання замовчування генів.

“” R “в R-циклі означає РНК. Усі системи CRISPR-CAS, що зв’язують ДНК, використовують цю структуру для зондування послідовності ДНК та ідентифікації правильного цільового сайту. Стійка R-цикл утворюється лише у присутності послідовності ДНК, яка достатньо відповідає керівництву РНК. R-цикл по суті розповідає систему, коли доречно почати мовчати ген”.

За його словами, фермент Дін ще більше посилює придушення генів, розмотаючи нитки ДНК, що дозволяє системі здійснювати свою дію на більш тривалу послідовність ДНК.

Це відкриття відкриває двері для майбутніх додатків редагування геному без ризику скорочення ДНК, що може призвести до більш точних інструментів для досліджень та біотехнологій. “Унікальна здатність нашої системи переходити ДНК без різання генів є інтригуючою для передових додатків для редагування генів”,-додає професор Пауш, який вважає, що цей новий підхід може принести користь суспільству, забезпечуючи більш безпечні генетичні модифікації.

Більше інформації:
R. čepaitė et al, структурна варіація типів IV-A1- та IV-A3-опосередкованої перешкод CRISPR, Природні комунікації (2024). Doi: 10.1038/S41467-024-53778-1

Надається Університет Вільній

Цитування: Нова система CRISPR для генінгового замовчування не покладається на різання ДНК (2024, 11 листопада), отримана 9 жовтня 2025 року з https://phys.org/news/2024-11-crispr-gene-silencing-dosnt-dna.html

Цей документ підлягає авторським правам. Крім будь -яких справедливих угод з метою приватного навчання чи досліджень, жодна частина не може бути відтворена без письмового дозволу. Зміст надається лише для інформаційних цілей.