Нейробиологи расширяют CRISPR-инструментарий новым компактным ферментом Cas7-11

Исследователи из Института исследований мозга Макговерна MIT совместно с коллегами из Токийского университета создали компактную версию фермента CRISPR-Cas7-11, способного точно редактировать РНК. Новая версия, Cas7-11S, достаточно мала для доставки в клетки с помощью единого вирусного вектора, что открывает путь для терапевтического применения. Работа, включающая детальный структурный анализ, опубликована 27 мая в журнале Cell.

Редактирование РНК

В отличие от CRISPR-Cas9, которая редактирует ДНК, Cas7-11 нацелена на более короткоживущую РНК. Это позволяет осуществлять временные изменения в экспрессии генов, что перспективно для лечения инфекций, травм или других непостоянных состояний.

До открытия Cas7-11 единственным известным ферментом для нацеливания на РНК был Cas13, который при активации бесконтрольно разрезал всю РНК вокруг, что непригодно для точной терапии. Cas7-11, открытая той же командой в прошлом году, обеспечивает высокоспецифичные разрезы, аналогичные Cas9, но для РНК. Однако её большой размер изначально препятствовал доставке.

Структурное понимание

С помощью криоэлектронной микроскопии учёные определили трёхмерную структуру Cas7-11. Оказалось, что этот фермент представляет собой слияние пяти отдельных Cas-белков в один ген.

Структура, полученная в момент связывания с целевой молекулой тРНК и направляющей РНК, показала, как собраны части фермента и какие из них критичны для узнавания и разрезания РНК. Также был выявлен нефункциональный участок белка.

Создание компактной версии

Удалив нефункциональный участок, исследователи создали уменьшенную версию фермента — Cas7-11S. Они упаковали систему на её основе в единый вирусный вектор, доставили в клетки млекопитающих и успешно нацелили её на РНК.

"Когда мы посмотрели на структуру, стало ясно, что некоторые части не нужны, и мы можем их удалить", — говорит руководитель исследования Омар Абудайе. — "Это делает фермент достаточно маленьким, чтобы поместиться в единственный вирусный вектор для терапевтического применения".

Команда планирует дальнейшие исследования взаимодействий Cas7-11 с другими белками в бактериях-хозяевах и продолжает работу над терапевтическим применением этой технологии для временной модификации РНК.