Fanzor: nový nástroj pro přesnější editaci lidského genomu

25.9.2023 |

Feng Zhang z Massachusettského technologického institutu (MIT) a jeho tým ve spolupráci s vědci z Broadova institutu a Harvardovy univerzity, nedávno přinesli revoluční objev týkající se programovatelného řízení RNA u eukaryot, včetně rostlin, hub, živočichů. Tento objev poskytuje nové možnosti pro přesnější úpravu DNA, která by mohla překonat stávající systémy jako CRISPR-Cas nebo také protein OMEGA TnpB. 

V současnosti je systém CRISPR-Cas široce využívaným nástrojem v genetickém inženýrství. Zatímco CRISPR-Cas byl poprvé objeven u prokaryot (neobsahujících jádro), Zhang a kol. se snažili přijít na to, zda existují podobné systémy CRISPR i u eukaryot a zda lze tyto systémy řídit pomocí RNA. Jejich studie potvrdila existenci mechanismů pro štěpení DNA řízených RNA ve všech říších života. 

Klíčovým faktorem nově objeveného Fanzor systému je specifický stejnojmenný protein, který využívá RNA jako nástroj k přesnému cílení na specifická místa v DNA. Na rozdíl od CRISPR proteinů je enzym Fanzor kódován v eukaryotickém genomu v rámci transponovatelných elementů. Fylogenetická analýza ukázala, že geny Fanzor enzymu byly přeneseny se z bakterií do eukaryot tzv. horinzontálním transferem genů. 

Vědci dále zkoumali potenciál Fanzoru jako nástroje pro editaci genomu a zjistili, že Fanzor protein je schopen vytvářet inzerce i delece na cílených místech v lidském genomu. Přestože na počátku je Fanzor systém méně efektivnější při štěpení DNA než CRISPR-Cas, systematickými mutacemi v proteinu lze jeho aktivitu a efektivitu zvýšit až desetkrát. 

Hlavním cílem této studie bylo vyvinout systémy k modifikaci lidských buněk s cílem ovlivňovat konkrétní geny a procesy, což by mohlo najít uplatnění v oblasti genetické medicíny. Zhang zdůrazňuje, že systém Fanzor poskytuje možnost provádět daleko přesnější úpravy v lidských buňkách, a to především jako doplněk stávajícím nástrojům pro editaci genomu. Tyto systémy by pak mohly být účinněji dodávány do buněk a tkání lépe než systémy CRISPR-Cas a mohly by být ještě dále upraveny tak, aby fungovaly efektivněji. 

Podobně jako CRISPR systémy lze i Fanzor systém snadno přeprogramovat tak, aby cílil na konkrétní specifické místo v genomu. Zhang a jeho tým vidí potenciál pro vývoj nové výkonné technologie pro editaci genomu, která by mohla být využita v oblasti výzkumu a terapie. Tato nová expanze v oblasti systému pro editaci genomu předpovídá objev dalších inovací v dohledné budoucnosti.

 

Zdroje: