കഴിഞ്ഞ പത്ത് വർഷത്തിനുള്ളിൽ, CRISPR അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ജീൻ എഡിറ്റിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ അതിവേഗം വികസിച്ചു, കൂടാതെ മനുഷ്യ ക്ലിനിക്കൽ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ ജനിതക രോഗങ്ങളുടെയും ക്യാൻസറിന്റെയും ചികിത്സയിൽ വിജയകരമായി പ്രയോഗിച്ചു.അതേ സമയം, ലോകമെമ്പാടുമുള്ള ശാസ്ത്രജ്ഞർ നിലവിലുള്ള ജീൻ എഡിറ്റിംഗ് ടൂളുകളുടെയും നിർണായക ഘടകങ്ങളുടെയും പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കുന്നതിന് ജീൻ എഡിറ്റിംഗ് സാധ്യതയുള്ള പുതിയ പുതിയ ടൂളുകൾ നിരന്തരം ടാപ്പ് ചെയ്യുന്നു.

2021 സെപ്റ്റംബറിൽ, ഴാങ് ഫെംഗിന്റെ സംഘം സയൻസ് ജേണലിൽ [1] ഒരു പ്രബന്ധം പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു, കൂടാതെ RNA ഗൈഡഡ് ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് എൻസൈമുകൾ കോഡ് ചെയ്ത ട്രാൻസ്‌പോസ്റ്ററുകളുടെ വിപുലമായ ശ്രേണി കണ്ടെത്തി അതിന് ഒമേഗ സിസ്റ്റം (ISCB, ISRB, TNP8 ഉൾപ്പെടെ) എന്ന് പേരിട്ടു.കട്ടിംഗ് ഡിഎൻഎ ഇരട്ട ശൃംഖലയെ നയിക്കാൻ ഒമേഗ സിസ്റ്റം ആർഎൻഎയുടെ ഒരു ഭാഗം ഉപയോഗിക്കുന്നു, അതായത് ωRNA എന്നും പഠനം കണ്ടെത്തി.അതിലും പ്രധാനമായി, ഈ ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് എൻസൈമുകൾ വളരെ ചെറുതാണ്, CAS9 ന്റെ 30% മാത്രമാണ്, അതായത് അവ കോശങ്ങളിലേക്ക് എത്തിക്കാനുള്ള സാധ്യത കൂടുതലാണ്.

2022 ഒക്ടോബർ 12-ന്, ഷാങ് ഫെംഗിന്റെ ടീം നേച്ചർ ജേണലിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു: ഒമേഗ നിക്കേസ് ഐഎസ്ആർബിയുടെ ഘടന സമുച്ചയത്തിൽ ωrna, ടാർഗറ്റ് ഡിഎൻഎ എന്നിവ [2].

ISRB-ωRNA യുടെ ശീതീകരിച്ച ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പ് ഘടനയും ഒമേഗ സിസ്റ്റത്തിലെ ടാർഗെറ്റ് ഡിഎൻഎ കോംപ്ലക്സും പഠനം കൂടുതൽ വിശകലനം ചെയ്തു.

ISCB CAS9 ന്റെ പൂർവ്വികനാണ്, ISCB യുടെ HNH ന്യൂക്ലിക് ആസിഡ് ഡൊമെയ്‌നിന്റെ അഭാവത്തിന്റെ ഒരേ വസ്തുവാണ് ISRB, അതിനാൽ വലുപ്പം ചെറുതാണ്, ഏകദേശം 350 അമിനോ ആസിഡുകൾ മാത്രം.കൂടുതൽ വികസനത്തിനും എഞ്ചിനീയറിംഗ് പരിവർത്തനത്തിനും ഡിഎൻഎ അടിസ്ഥാനം നൽകുന്നു.

ട്രാൻസ്‌പോസണുകളുടെ IS200/IS605 സൂപ്പർ ഫാമിലി എൻകോഡ് ചെയ്‌ത ഒമേഗ കുടുംബത്തിലെ അംഗമാണ് ആർഎൻഎ-ഗൈഡഡ് ഇസ്‌ആർബി.ഫൈലോജെനെറ്റിക് വിശകലനത്തിൽ നിന്നും പങ്കിട്ട അദ്വിതീയ ഡൊമെയ്‌നുകളിൽ നിന്നും, IsrB, Cas9 ന്റെ പൂർവ്വികനായ IscB യുടെ മുൻഗാമിയാകാൻ സാധ്യതയുണ്ട്.

2022 മെയ് മാസത്തിൽ, കോർണൽ യൂണിവേഴ്സിറ്റിയുടെ ലവ്ലി ഡ്രാഗൺ ലബോറട്ടറി സയൻസ് [3] ജേണലിൽ ഒരു പ്രബന്ധം പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു, IscB-ωRNA യുടെ ഘടനയും ഡിഎൻഎ മുറിക്കുന്നതിനുള്ള അതിന്റെ സംവിധാനവും വിശകലനം ചെയ്തു.

IscB, Cas9 എന്നിവയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, IsrB-ന് HNH ന്യൂക്ലീസ് ഡൊമെയ്‌ൻ, REC ലോബ്, കൂടാതെ മിക്ക PAM സീക്വൻസ്-ഇന്ററാക്റ്റിംഗ് ഡൊമെയ്‌നുകളും ഇല്ല, അതിനാൽ IsrB Cas9 നേക്കാൾ വളരെ ചെറുതാണ് (ഏകദേശം 350 അമിനോ ആസിഡുകൾ മാത്രം).എന്നിരുന്നാലും, IsrB യുടെ ചെറിയ വലിപ്പം താരതമ്യേന വലിയ ഗൈഡ് ആർഎൻഎ (അതിന്റെ ഒമേഗ ആർഎൻഎയ്ക്ക് ഏകദേശം 300 nt നീളമുണ്ട്) സമതുലിതമാക്കുന്നു.

Zhang Feng ന്റെ സംഘം, നനഞ്ഞ ചൂട് വായുരഹിത ബാക്ടീരിയയായ Desulfovirgula thermocuniculi, അതിന്റെ സമുച്ചയം ωRNA, ലക്ഷ്യ DNA എന്നിവയിൽ നിന്ന് IsrB (DtIsrB) യുടെ ക്രയോ-ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പ് ഘടന വിശകലനം ചെയ്തു.IsrB പ്രോട്ടീന്റെ മൊത്തത്തിലുള്ള ഘടന Cas9 പ്രോട്ടീനുമായി ഒരു നട്ടെല്ല് ഘടന പങ്കിടുന്നുവെന്ന് ഘടനാപരമായ വിശകലനം കാണിച്ചു.

എന്നാൽ വ്യത്യാസം എന്തെന്നാൽ, ടാർഗെറ്റ് തിരിച്ചറിയൽ സുഗമമാക്കുന്നതിന് Cas9 REC ലോബ് ഉപയോഗിക്കുന്നു, അതേസമയം IsrB അതിന്റെ ωRNA-യെ ആശ്രയിക്കുന്നു, ഇതിന്റെ ഒരു ഭാഗം REC പോലെ പ്രവർത്തിക്കുന്ന സങ്കീർണ്ണമായ ഒരു ത്രിമാന ഘടനയാണ്.

RuvC-ൽ നിന്നുള്ള പരിണാമസമയത്ത് IsrB, Cas9 എന്നിവയുടെ ഘടനാപരമായ മാറ്റങ്ങൾ നന്നായി മനസ്സിലാക്കാൻ, Zhang Feng-ന്റെ ടീം RuvC (TtRuvC), IsrB, CjCas9, SpCas9 എന്നിവയുടെ ലക്ഷ്യ ഡിഎൻഎ-ബൈൻഡിംഗ് ഘടനകളെ തെർമസ് തെർമോഫിലസിൽ നിന്ന് താരതമ്യം ചെയ്തു.

IsrB-യുടെയും അതിന്റെ ωRNAയുടെയും ഘടനാപരമായ വിശകലനം എങ്ങനെയാണ് IsrB-ωRNA സംയുക്തമായി ടാർഗെറ്റ് ഡിഎൻഎയെ തിരിച്ചറിയുകയും പിളർത്തുകയും ചെയ്യുന്നതെന്ന് വ്യക്തമാക്കുന്നു, കൂടാതെ ഈ മിനിയേച്ചറൈസ്ഡ് ന്യൂക്ലീസിന്റെ കൂടുതൽ വികസനത്തിനും എഞ്ചിനീയറിംഗിനും അടിസ്ഥാനം നൽകുന്നു.മറ്റ് ആർ‌എൻ‌എ-ഗൈഡഡ് സിസ്റ്റങ്ങളുമായുള്ള താരതമ്യങ്ങൾ പ്രോട്ടീനുകളും ആർ‌എൻ‌എകളും തമ്മിലുള്ള പ്രവർത്തനപരമായ ഇടപെടലുകളെ എടുത്തുകാണിക്കുന്നു, ഈ വൈവിധ്യമാർന്ന സിസ്റ്റങ്ങളുടെ ജീവശാസ്ത്രത്തെയും പരിണാമത്തെയും കുറിച്ചുള്ള നമ്മുടെ ധാരണ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.

ലിങ്കുകൾ:

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