De structuur van het kleinere NsCas9d-eiwit (afb: Yanli Wang et al./Nature Communications)
De CRISPR/Cas9-methode is in relatief weinig jaren een populaire methode geworden om genomen te bewerken. Helaas is het veelgebruikte Cas9-eiwit dat daarvoor gebruikt wordt nogal omvangrijk en dat beperkt de mogelijkheden aangezien het CRISPR-gereedschap moet passen in een virus. Nu hebben onderzoeksters rond Yanli Wang (koppeling geeft bij mij=as veiligheidswaarschuwing) van het biofysisch instituut van de Chinese academie van wetenschappen een bacterie (een Nitrospirae-stam) gevonden die een veel kleiner Cas9-eiwit gebruikt bestaand uit ‘slechts’ 762 aminozuren. Daarmee worden genoombewerkingen mogelijk die met het grote Cas9-molecuul van Streptococcus pyogenes niet mogelijk zouden zijn.
Cas9 is het kenmerkende eiwit van Type II CRISPR-Cas-systemen, waarbij Streptococcus pyogenes-Cas9 (SpCas9) het meest wordt gebruikt vanwege de hoge kliefefficiëntie en de goede prestaties op het gebied van genoombewerking. De grote omvang van dat kliefeiwit beperkt echter de afgifte via adeno-geassocieerde virus (AAV)-vectoren, de ‘postbodes van het CRISPR-gereedschap. Daarom is het handig op zoek te gaan naar kleinere, natuurlijk voorkomende of gemanipuleerde Cas9-varianten met vergelijkbare splitsingsactiviteit als SpCas9 om de mogelijkheden voor genoombewerking uit te breiden.
In deze studie richtten de onderzoeksters zich op een Type II-D Cas9 afkomstig van een Nitrospirae-bacterie (NsCas9d), die uit ‘slechts’ uit 762 aminozuren (de bouwstenen van eiwitten) bestaat. Met behulp van metagenoomgegevens identificeerden de onderzoeksters de CRISPR-herhalingen en DNA-spaties die horen bij met NsCas9d en ontwierpen ze een bijbehorende gidsRNA dat de DNA-kliever (=Cas9) naar de juiste plaats op het genoom moet leiden.
Labproeven
Labproeven zouden hebben aangetoond dat NsCas9d een lange koppeling (van ten minste 20 basen van gids RNA en DNA) tussen het substraat DNA-streng en gidsRNA nodig heeft om een DNA-splitsingsactiviteit te bereiken die vergelijkbaar is met die van het oude SpCas9, waarmee onbedoelde ingrepen in het genoom worden geminimaliseerd. De onderzoeksters ontrafelden ook de structuur van het NsCas9d/gidsRNA/DNA-complex.
Bron: phys.org