Обнаружены новые программируемые белки для редактирования генов вне систем CRISPR

Учёные из Института Макговерна при MIT и Института Броуд обнаружили новый класс программируемых систем для модификации ДНК, названный OMEGA (Obligate Mobile Element Guided Activity). Эти древние ДНК-разрезающие ферменты, направляемые к мишеням небольшими фрагментами РНК, естественным образом участвуют в перемещении небольших фрагментов ДНК в геномах бактерий.

Хотя OMEGA-белки (IscB, IsrB и TnpB) происходят из бактерий, их удалось адаптировать для работы в человеческих клетках. Это открывает перспективы для разработки генной терапии, особенно учитывая их малый размер (~30% от размера Cas9), что облегчает доставку в клетки по сравнению с более крупными ферментами.

Исследование, опубликованное в журнале Science, указывает на то, что естественные РНК-направляемые ферменты являются одними из самых распространённых белков на Земле. Это открывает обширную новую область биологии, способную стать основой следующей революции в технологии редактирования генома.

Ключевые моменты открытия:

• Руководство РНК: Белки IscB, которые не относятся к CRISPR-иммунитету, направляются к специфическим последовательностям ДНК с помощью небольших кодируемых рядом РНК, названных ωРНК.
• Распространённость: Аналогичный механизм с ωРНК используют и другие классы белков — IsrB и TnpB (последний является одним из самых распространённых генов у бактерий).
• Связь с транспозонами: Эти белки найдены в мобильных генетических элементах — транспозонах. Каждое перемещение транспозона создаёт новую направляющую РНК, позволяя ферменту разрезать другую последовательность ДНК.
• Эволюционные предшественники: IscB и TnpB, по-видимому, являются эволюционными предшественниками CRISPR-систем Cas9 и Cas12.

Учёные полагают, что в природе существует множество других РНК-направляемых систем, ожидающих открытия. Изучение их эволюции и функций может привести к созданию новых классов программируемых инструментов для биологии и медицины.