5. august 2021

Bakteriernes ’ærkefjende’ baner vej for ny genredigeringsteknik

CRISPR

CRISPR-Cas9 er muligvis på vej til at blive overhalet af et nyt, mindre genredigeringssystem kaldet CRISPR-Cas12j. Det nye system, der findes i bakteriofager og også kaldes Cas-phi, har nemlig vist sig at være anvendeligt til genredigering. Nu har forskere fra Københavns Universitet kortlagt systemets struktur for at se, hvordan det virker, og hvorfor det kan anvendes til genredigering i planter og mennesker.

Illustration af to DNA helixer
(Foto: Colourbox)

Forskere har muligvis fundet frem til et nyt genredigeringssystem, som virker bedre end det eksisterende, CRISPR-Cas9, som ellers har revolutioneret bioteknologien og sundhedsvidenskaben.

Selvom det nye system, CRISPR-Cas12j, er noget mindre end det eksisterende, minder de meget om hinanden. Det findes inde i bakteriernes ærkefjende: bakteriofager, som er bittesmå virusser, der kan inficere og dræbe bakterier i planter, dyr og mennesker uden at skade værtsorganismen.

Nu har forskere fra Københavns Universitet kortlagt strukturen af CRISPR-Cas12j i bakteriofager for at forstå præcis, hvordan systemet fungerer. Studiet er udgivet i det videnskabelige tidsskrift Nature Communications.

”Bakteriofager kan bruge naturlige medlemmer af CRISPR-Cas12j-familien som et forsvarssystem til at bekæmpe andre virusser, når de forsøger at inficere og få kontrol med værtsbakterier. Der ser ud til at være flere fordele ved at bruge systemet som biologisk genredigeringsteknik. I det nye studie har vi anvendt kryo-elektronmikroskopi til at kortlægge strukturen af CRISPR-Cas12j3 i detaljer. Det har givet os indblik i CRISPR-Cas-familiens struktur, og hvordan systemet fungerer,” fortæller førsteforfatter til studiet, postdoc Arturo Carabias fra Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research.

Hvis man vil vide, hvordan systemer som CRISPR-Cas12j3 fungerer, må man først kortlægge systemets molekylære struktur. Molekylernes form og struktur afslører nemlig, hvordan de fungerer og interagerer med andre molekyler, når de arbejder.

Løser emballeringsproblem

Forskerne håber, at det nye system kan bidrage til større effektivitet og alternative målretningsmekanismer.

Medlemmer af CRISPR-Casj-familien er interessante for forskerne, fordi de er så små. Og selvom det nye system er meget mindre end CRISPR-Cas9, indholder det stadig nøglefunktionerne til genredigering i et kompakt proteinstillads. Det er en fordel i forbindelse med genredigering, hvor systemet skal tilføjes til en adenovirus før den indføres i organismen. I forhold til det eksisterende system gør CRISPR-Cas12j det muligt at indsætte længere sekvenser ad gangen.  

”Vi er nødt til at undersøge medlemmer af CRISPR-Cas12j-familien yderligere, før systemet kan anvendes i sundhedsvidenskabelige og bioteknologiske sammenhænge. Ifølge vores studie har systemet dog stort potentiale i forhold til genredigering, fordi det løser det emballeringsproblem, vi har med CRISPR-Cas9,” fortæller professor Guillermo Montoya fra Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research.

Forskerne håber nu på, at medlemmer af CRISPR-Cas12j-familien vil blive undersøgt yderligere, før systemet kan anvendes til genredigering.

Læs hele studiet, “Structure of the mini-RNA-guided endonuclease CRISPR-Cas12j3”, i Nature Communications.  

 

Kontakt

Professor Guillermo Montoya
+45 35 33 06 63
guillermo.montoya@cpr.ku.dk

Journalist og kommunikationskonsulent Mathias Traczyk
+45 93 56 58 35
mathias.traczyk@sund.ku.dk