पिछले दस वर्षों में, सीआरआईएसपीआर पर आधारित जीन संपादन तकनीक तेजी से विकसित हुई है, और मानव नैदानिक ​​​​परीक्षणों में आनुवंशिक रोगों और कैंसर के उपचार में इसे सफलतापूर्वक लागू किया गया है।साथ ही, दुनिया भर के वैज्ञानिक मौजूदा जीन संपादन टूल और निर्णायकों की समस्याओं को हल करने के लिए जीन संपादन क्षमता वाले नए नए टूल पर लगातार काम कर रहे हैं।

सितंबर 2021 में, झांग फेंग की टीम ने साइंस जर्नल [1] में एक पेपर प्रकाशित किया, और पाया कि ट्रांसपोस्टर्स की एक विस्तृत श्रृंखला ने आरएनए निर्देशित न्यूक्लिक एसिड एंजाइमों को कोडित किया और इसे ओमेगा सिस्टम (आईएससीबी, आईएसआरबी, टीएनपी8 सहित) नाम दिया।अध्ययन में यह भी पाया गया कि ओमेगा प्रणाली काटने वाली डीएनए दोहरी श्रृंखला, अर्थात् ωRNA का मार्गदर्शन करने के लिए आरएनए के एक खंड का उपयोग करती है।इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि ये न्यूक्लिक एसिड एंजाइम बहुत छोटे होते हैं, CAS9 का केवल 30%, जिसका अर्थ है कि उन्हें कोशिकाओं तक पहुंचाने की अधिक संभावना हो सकती है।

12 अक्टूबर, 2022 को, झांग फेंग की टीम ने नेचर जर्नल में प्रकाशित किया जिसका शीर्षक था: ωrna और टारगेट डीएनए के साथ कॉम्प्लेक्स में ओमेगा निकेज़ ISRB की संरचना [2]।

अध्ययन में आईएसआरबी-ωRNA की जमे हुए इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप संरचना और ओमेगा प्रणाली में लक्ष्य डीएनए कॉम्प्लेक्स का विश्लेषण किया गया।

ISCB CAS9 का पूर्वज है, और ISRB ISCB के HNH न्यूक्लिक एसिड डोमेन की कमी का एक ही उद्देश्य है, इसलिए आकार छोटा है, केवल लगभग 350 अमीनो एसिड।डीएनए आगे के विकास और इंजीनियरिंग परिवर्तन के लिए आधार भी प्रदान करता है।

आरएनए-निर्देशित आईएसआरबी ट्रांसपोज़न के आईएस200/आईएस605 सुपरफैमिली द्वारा एन्कोड किए गए ओमेगा परिवार का एक सदस्य है।फ़ाइलोजेनेटिक विश्लेषण और साझा अद्वितीय डोमेन से, IsrB IscB का अग्रदूत होने की संभावना है, जो Cas9 का पूर्वज है।

मई 2022 में, कॉर्नेल यूनिवर्सिटी की लवली ड्रैगन लेबोरेटरी ने साइंस [3] जर्नल में एक पेपर प्रकाशित किया, जिसमें IscB-ωRNA की संरचना और डीएनए को काटने के इसके तंत्र का विश्लेषण किया गया।

IscB और Cas9 की तुलना में, IsrB में HNH न्यूक्लियस डोमेन, REC लोब और अधिकांश PAM अनुक्रम-इंटरैक्टिंग डोमेन का अभाव है, इसलिए IsrB Cas9 (केवल लगभग 350 अमीनो एसिड) से बहुत छोटा है।हालाँकि, IsrB का छोटा आकार अपेक्षाकृत बड़े गाइड RNA द्वारा संतुलित होता है (इसका ओमेगा RNA लगभग 300 nt लंबा होता है)।

झांग फेंग की टीम ने नम-गर्मी अवायवीय जीवाणु डेसल्फोविरगुला थर्मोक्यूनिकुली और इसके ωRNA और लक्ष्य डीएनए के परिसर से IsrB (DtIsrB) की क्रायो-इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप संरचना का विश्लेषण किया।संरचनात्मक विश्लेषण से पता चला कि IsrB प्रोटीन की समग्र संरचना Cas9 प्रोटीन के साथ एक रीढ़ की हड्डी की संरचना साझा करती है।

लेकिन अंतर यह है कि Cas9 लक्ष्य पहचान की सुविधा के लिए REC लोब का उपयोग करता है, जबकि IsrB अपने ωRNA पर निर्भर करता है, जिसका एक हिस्सा एक जटिल त्रि-आयामी संरचना बनाता है जो REC की तरह कार्य करता है।

RuvC से विकास के दौरान IsrB और Cas9 के संरचनात्मक परिवर्तनों को बेहतर ढंग से समझने के लिए, झांग फेंग की टीम ने थर्मस थर्मोफिलस से RuvC (TtRuvC), IsrB, CjCas9 और SpCas9 के लक्ष्य डीएनए-बाइंडिंग संरचनाओं की तुलना की।

IsrB और इसके ωRNA का संरचनात्मक विश्लेषण स्पष्ट करता है कि कैसे IsrB-ωRNA संयुक्त रूप से लक्ष्य डीएनए को पहचानता है और विभाजित करता है, और इस लघु न्यूक्लियस के आगे के विकास और इंजीनियरिंग के लिए एक आधार भी प्रदान करता है।अन्य आरएनए-निर्देशित प्रणालियों के साथ तुलना प्रोटीन और आरएनए के बीच कार्यात्मक बातचीत को उजागर करती है, जिससे इन विविध प्रणालियों के जीव विज्ञान और विकास के बारे में हमारी समझ को आगे बढ़ाया जाता है।

लिंक:

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