De Cas12a-schaar schijnt betrouwbaarder te zijn dan Cas9

CRISPR is een manier van bacteriën om virussen onschadelijk te maken. Die methode wordt momenteel eel gebruikt om (andere) genomen te bewerken. Virussen schijnen een verdediging te hebben ‘gevonden’ die het de ‘genscharen’, die met dit systeem meekomen, onmogelijk maakt om bacterieel DNA te knippen. Die ‘scharen’ zoals Cas9 worden dan zelfs helemaal niet aangemaakt, waarna de virus het replicatiesysteem van de bacterie kan gebruiken om zichzelf te vermenigvuldigen (met de dood van de bacterie als zekere afloop.
Onderzoekers van de universiteit van Californië in San Francisco ontdekten hoe een viraal anti-CRISPR-eiwit zich op de eiwitassemblagelijn van de bacterie (een ribosoom) nestelt en deze blokkeert wanneer een CRISPR-eiwit (in dit geval Cas12a genaamd ) zich begint te vormen. Dit activeert het kwaliteitscontrolemechanisme van het ribosoom, waardoor het zich vormende eiwit, samen met de bijbehorende boodschapper-RNA-blauwdruk, wordt vernietigd. Dit virale eiwit, AcrVA2 (Acr staat voor anti-CRSIPR) genaamd, is het enige bekende anti-CRISPR-molecuul dat dat bacteriële afweersysteem zo saboteert.
“Toen we AcrVA2 voor het eerst in bacteriële cellen met Cas12a brachten, zagen we Cas12a verdwijnen”, zegt hoofdauteur Joseph Bondy-Denomy. “We dachten dat anti-CRISPR’s alleen Cas-eiwitten vastgrepen om te voorkomen dat ze knipten, maar dit was fundamenteel anders.”

Ribosomen van bacteeriën maken Cas12 op basis van genetische instructies die zijn opgeslagen in het DNA van de bacterie. Daarbij dient het van DNA gekopieerde boodschapper-RNA als ‘mal’. Ribosomen gebruiken vervolgens het b-RNA om Cas12a samen te stellen, aminozuur voor aminozuur.
De onderzoekers testten elke stap in het wordingsproces van Cas12a om precies te bepalen wanneer dat eiwit verdween. AcrVA2 blokkeerde het Cas12-gen niet, wat de aanmaak van Cas12-b-RNA zou hebben voorkomen en vernietigde het b-RNA ook niet in reageerbuizen. Daarom onderzochten de wetenschappers of de anti-CRISPR iets met het ribosoom deed.

Sabotage

Ze ontdekten dat AcrVA2 op de loer lag terwijl het ribosoom eiwit na eiwit aanmaakte. Zodra AcrVA2 de eerste aminozuren van Cas12 zag verschijnen, greep het het groeiende eiwit vast en zette de aanmaak stop.
Bondy-Denomy: “Deze anti-CRISPR heeft één hand om ribosomen vast te houden en een andere die slechts één eiwit selecteert: Cas12. Het dwingt het ribosoom om een ​​normaal bericht als een defect bericht te behandelen.” Zodra het ribosoom vastliep, vernietigden de kwaliteitscontrolemechanismen van de bacterie zowel de pas gevormde stukjes Cas12-eiwit als het bijbehorende b-RNA.
Deze ontdekking lijkt de eerste in zijn soort te zijn: het ene eiwit verstoort de productie van een ander eiwit in de ribosomen.

Bron: phys.org