CRISPR: как настроить сцепление белка Cas с ДНК

В основе любой CRISPR-реакции лежит прочная молекулярная связь белка Cas с целевым участком ДНК через направляющую РНК. Ученые исследуют баланс этой связи.

"Нужна стабильная связь, но и возможность вовремя отсоединиться", — говорит Мишель Ван, профессор физических наук. "Возможность модулировать сродство дает нам потенциал для тонкой настройки редактирования генов".

Связывание не должно быть ни слишком слабым (это снижает эффективность и точность), ни слишком прочным (это блокирует завершение процесса редактирования).

Исследователи впервые дали механистическое объяснение тому, как моторный белок (РНК-полимераза) удаляет связанный dCas — версию Cas, которая распознает последовательность ДНК, но не разрезает ее.

Ключевое открытие: РНК-полимераза может удалить dCas только с одной стороны. Это связано с тем, что она способна разрушить петлю ("R-петлю"), образованную между направляющей РНК и целевой ДНК, только с дистальной стороны от PAM (короткой последовательности ДНК рядом с целевым участком).

Практическое применение: Показано, что стабильность R-петли dCas можно настраивать, модифицируя направляющую РНК. Это открывает путь к тонкому контролю над процессом редактирования.

"Эта работа подчеркивает важность R-петли для стабильности связывания dCas и дает ценные механистические идеи для широкого применения CRISPR-технологии", — пишут авторы.

Исследование "Polarity of the CRISPR Roadblock to Transcription" опубликовано 5 декабря в Nature Structural & Molecular Biology.