Craspase: Geneak eta Proteinak editatzen dituen "CRISPR - Cas System" seguruago berri bat  

Bakterioetan eta birusetan "CRISPR-Cas sistemak" sekuentzia biral inbaditzaileak identifikatzen eta suntsitzen dituzte. Bakterio eta arkeo sistema immunologikoa da infekzio birikoaren aurka babesteko. 2012an, CRISPR-Cas sistema bat bezala onartu zen genoma editatzeko tresna. Orduz geroztik, CRISPR-Cas sistema sorta zabala garatu da eta aplikazioak aurkitu dituzte terapia genikoan, diagnostikoan, ikerketan eta laboreen hobekuntzan, esaterako. Hala ere, gaur egun eskuragarri dauden CRISPR-Cas sistemek erabilera kliniko mugatua dute helburuz kanpoko edizioak, ustekabeko DNA mutazioak eta heredagarriak diren arazoengatik. Ikertzaileek berriki MRNA helburu eta suntsitu dezaketen CRISPR-Cas sistema berri baten berri eman dute eta proteinak gaixotasun genetiko ezberdinekin erlazionatuta zehaztasun handiagoz helburuz kanpoko eraginik eta herentziazko arazorik gabe. Craspase izenekoa, erakusten duen lehen CRISPR-Cas sistema da proteina edizio funtzioa. Bai RNA eta bai edita ditzakeen lehen sistema ere bada proteina. Craspasek lehendik dauden CRISPR-Cas sistemen muga asko gainditzen dituenez, terapia genetikoa, diagnostikoa eta monitorizazioa, ikerketa biomedikoa eta laboreen hobekuntza iraultzeko potentziala du. 

"CRISPR-Cas sistema" bakterioen eta arkeoen sistema immune naturala da, babesteko gene birikoaren sekuentziak identifikatzen, lotzen eta degradatzen dituen infekzio birikoen aurka. Bi zati ditu: lehenengo infekzioaren ondoren bakterioaren genoman txertatuta dagoen geno birikotik transkribatutako RNA bakterianoa (CRISPR izenekoa, gene biral inbaditzaileen xede-sekuentziak identifikatzen ditu) eta lotutako suntsitzaile bat. proteina “CRISPR elkartua proteina (Cas)” birusaren genean identifikatutako sekuentziak lotzen eta degradatzen dituena, bakterioak birusen aurka babesteko.  

KRISPERA "erregularki tartekaturiko errepikapen palindromiko laburrak multzokatuta" esan nahi du. Bakterioen RNA transkribatzen da, errepikapen palindromikoez ezaugarritua.  

Errepikapen palindromikoak (CRISPR) sekuentzian aurkitu ziren lehen aldiz E. coli 1987an. 1995ean, Francisco Mojicak antzeko egiturak ikusi zituen arkeoetan, eta bera izan zen hauek bakterioen eta arkeoen immunitate-sistemaren parte zirela pentsatu zuena. 2008an, esperimentalki frogatu zen lehen aldiz bakterioen eta arkeoen sistema immunearen helburua DNA arrotza zela eta ez mRNA. Sekuentzia birikoen identifikazio eta degradazio mekanismoak sistema horiek tresna gisa erabil zitezkeela iradoki zuen genomaren edizioa. 2012an genoma editatzeko tresna gisa onartu zenetik, CRISPR–Cas sistemak oso bide luzea egin du sendo finkatutako estandar gisa. gene editing sistema eta aplikazio sorta zabala aurkitu du biomedikuntzan, nekazaritzan, farmazia-industrian, terapia genetiko klinikoan barne.^1,2.  

Sorta zabala CRISPR-Cas sistemak dagoeneko identifikatuta daude eta gaur egun eskuragarri daude DNA/RNA sekuentziak ikertzeko, farmakoen baheketa, diagnostiko eta tratamenduetarako monitorizatu eta editatzeko. Gaur egungo CRISPR/Cas sistemak 2 klase (1. eta 2. klaseak) eta sei motatan (I. motatik XI. motakoak) banatzen dira. 1. klaseko sistemek Cas anitz dituzte proteinak konplexu funtzional bat osatu behar dutenak beren helburuak lotzeko eta haietan jarduteko. Bestalde, 2. klaseko sistemek Cas handi bakarra dute proteina Helburu-sekuentziak lotzeko eta degradatzeko eta horrek 2. klaseko sistemak errazago erabiltzeko. Gehien erabiltzen diren 2. klaseko sistemak Cas 9 Mota II, Cas13 Mota VI eta Cas12 Mota V dira. Sistema hauek nahi ez diren efektuak izan ditzakete, hots, helburuz kanpoko eragina eta zitotoxikotasuna.^3,5.  

Terapia genikoak egungo CRISPR-Cas sistemen erabilera kliniko mugatua dute helburuz kanpoko edizioak, ustekabeko DNAren mutazioak direla eta, besteak beste, DNA zatien ezabaketa handiak eta helburuko zein kanpoko guneetan, zelulen heriotza eragiten duten DNAren egiturazko aldaera handiak barne. eta herentziazko beste arazo batzuk.  

Craspase (edo CRISPR-k gidatutako caspase)  

Ikertzaileek berriki CRISPER-Cas sistema berri baten berri eman dute, hau da, 2 motako III-E Cas7-11 sistema kaspasa-itxurako batekin lotutakoa. proteina horregatik izendatua Craspasa edo CRISPRek gidatutako caspasea ⁵ (Caspasak zisteina proteasak dira, apoptosian funtsezko eginkizuna duten egitura zelularrak apurtzeko). Gene-terapia eta diagnostikoa bezalako arloetan aplikazio potentzialak ditu. Craspasa RNA-k gidatua eta RNA-ren xedea da eta ez du DNAren sekuentziarekin parte hartzen. mRNA helburu eta suntsitu dezake eta proteinak gaixotasun genetiko desberdinekin erlazionatuta zehaztasun handiagoz helburuz kanpoko eraginik gabe. Horrela, gaixotasunekin lotutako geneak ezabatzea posible da mRNA edo proteina mailan moztuta. Gainera, entzima espezifiko batekin lotuta dagoenean, Craspasa proteinen funtzioak aldatzeko ere erabil daiteke. Bere RNasa eta proteasa funtzioak kentzen direnean, Craspasa desaktibatu egiten da (dCraspase). Ez du ebaketa-funtziorik baina RNA eta proteina sekuentziarekin lotzen da. Hori dela eta, dCraspase diagnostikoetan eta irudietan erabil daiteke gaixotasunak edo birusak kontrolatzeko eta diagnostikatzeko.  

Craspase proteina editatzeko funtzioa erakusten duen lehen CRISPR-Cas sistema da. Gainera, RNA eta proteina edita ditzakeen lehen sistema da. Bere gene editing funtzioak helburuz kanpoko efektu minimoak ditu eta heredagarritasunik ez dauka. Hori dela eta, litekeena da Craspasa erabilera klinikoan eta terapeutikoan gaur egun dauden CRISPR-Cas sistemak baino seguruagoa izatea. ^4,5.    

Craspasek lehendik dauden CRISPR-Cas sistemen muga asko gainditzen dituenez, terapia genetikoa, diagnostikoa eta monitorizazioa, ikerketa biomedikoa eta laboreen hobekuntza iraultzeko potentziala du. Ikerketa gehiago behar dira entrega-sistema fidagarria garatzeko zeluletan gaixotasunak eragiten dituzten geneak zehatz-mehatz bideratzeko, entsegu klinikoetan segurtasuna eta eraginkortasuna frogatu aurretik.   

*** 

References:  

1. Gostimskaya, I. CRISPR–Cas9: bere aurkikuntzaren historia eta genomaren edizioan erabiltzeari buruzko gogoeta etikoak. Biokimika Mosku 87, 777–788 (2022). https://doi.org/10.1134/S0006297922080090  

2. Chao Li et al 2022. CRISPR/Cas Genoma Editatzeko tresna eta baliabide konputazionalak. Genomika, Proteomika eta Bioinformatika. Sarean eskuragarri 24ko martxoaren 2022an. DOI: https://doi.org/10.1016/j.gpb.2022.02.006 

3. van Beljouw, SPB, Sanders, J., Rodríguez-Molina, A. et al. RNA bideratzeko CRISPR–Cas sistemak. Nat Rev Microbiol 21, 21–34 (2023). https://doi.org/10.1038/s41579-022-00793-y 

4. Chunyi Hu et al 2022. Craspasa CRISPR RNAz gidatutako proteasa da, RNAz aktibatutakoa. Zientzia. 25ko abuztuaren 2022a. 377. liburukia, 6612. alea. 1278-1285 orr. DOI: https://doi.org/10.1126/science.add5064  

5. Huo, G., Shepherd, J. & Pan, X. Craspase: CRISPR/Cas gene bikoitzeko editore eleberria. Functional & Integrative Genomics 23, 98 (2023). Argitaratutakoa: 23ko martxoaren 2023a. DOI: https://doi.org/10.1007/s10142-023-01024-0 

***