છેલ્લાં દસ વર્ષોમાં, CRISPR પર આધારિત જનીન સંપાદન તકનીક ઝડપથી વિકસિત થઈ છે, અને માનવીય ક્લિનિકલ ટ્રાયલ્સમાં આનુવંશિક રોગો અને કેન્સરની સારવાર માટે સફળતાપૂર્વક લાગુ કરવામાં આવી છે.તે જ સમયે, વિશ્વભરના વૈજ્ઞાનિકો વર્તમાન જનીન સંપાદન સાધનો અને નિર્ણાયકોની સમસ્યાઓને ઉકેલવા માટે જનીન સંપાદન સંભવિત સાથે સતત નવા નવા સાધનોને ટેપ કરી રહ્યા છે.

સપ્ટેમ્બર 2021માં, ઝાંગ ફેંગની ટીમે સાયન્સ જર્નલમાં એક પેપર પ્રકાશિત કર્યું [1], અને જાણવા મળ્યું કે RNA માર્ગદર્શિત ન્યુક્લીક એસિડ એન્ઝાઇમ કોડેડ ટ્રાન્સપોસ્ટરની વિશાળ શ્રેણી અને તેને ઓમેગા સિસ્ટમ (ISCB, ISRB, TNP8 સહિત) નામ આપવામાં આવ્યું છે.અભ્યાસમાં એ પણ જાણવા મળ્યું છે કે ઓમેગા સિસ્ટમ કટીંગ ડીએનએ ડ્યુઅલ ચેઇનને માર્ગદર્શન આપવા માટે આરએનએના એક વિભાગનો ઉપયોગ કરે છે, એટલે કે ωઆરએનએ.વધુ મહત્ત્વની વાત એ છે કે, આ ન્યુક્લિક એસિડ ઉત્સેચકો ખૂબ જ નાના છે, CAS9 ના માત્ર 30% છે, જેનો અર્થ છે કે તેઓ કોષોને પહોંચાડવાની શક્યતા વધારે છે.

ઑક્ટોબર 12, 2022ના રોજ, ઝાંગ ફેંગની ટીમે નેચર જર્નલમાં શીર્ષક પ્રકાશિત કર્યું: ωrna અને ટાર્ગેટ DNA [2] સાથે સંકુલમાં ઓમેગા નિકાસ ISRBનું માળખું.

અભ્યાસમાં ISRB-ωRNA અને ઓમેગા સિસ્ટમમાં લક્ષ્ય DNA સંકુલના સ્થિર ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપ સ્ટ્રક્ચરનું વધુ વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું.

ISCB એ CAS9 નો પૂર્વજ છે, અને ISRB એ ISCB ના HNH ન્યુક્લિક એસિડ ડોમેનના અભાવનો સમાન પદાર્થ છે, તેથી તેનું કદ નાનું છે, ફક્ત 350 એમિનો એસિડ્સ.ડીએનએ વધુ વિકાસ અને ઇજનેરી પરિવર્તન માટેનો પાયો પણ પૂરો પાડે છે.

RNA-માર્ગદર્શિત IsrB એ IS200/IS605 સુપર ફેમિલી ઓફ ટ્રાન્સપોસન દ્વારા એન્કોડ કરાયેલ OMEGA પરિવારનો સભ્ય છે.ફાયલોજેનેટિક વિશ્લેષણ અને વહેંચાયેલ અનન્ય ડોમેન્સમાંથી, IsrB એ IscBનું પુરોગામી હોવાની શક્યતા છે, જે Cas9 ના પૂર્વજ છે.

મે 2022 માં, કોર્નેલ યુનિવર્સિટીની લવલી ડ્રેગન લેબોરેટરીએ જર્નલ સાયન્સ [3] માં IscB-ωRNA ની રચના અને DNA કાપવાની તેની પદ્ધતિનું વિશ્લેષણ કરીને એક પેપર પ્રકાશિત કર્યો.

IscB અને Cas9 ની સરખામણીમાં, IsrB પાસે HNH ન્યુક્લિઝ ડોમેન, REC લોબ અને મોટાભાગના PAM સિક્વન્સ-ઇન્ટરેક્ટિંગ ડોમેન્સનો અભાવ છે, તેથી IsrB Cas9 (માત્ર લગભગ 350 એમિનો એસિડ) કરતાં ઘણું નાનું છે.જો કે, આઇએસઆરબીનું નાનું કદ પ્રમાણમાં મોટા માર્ગદર્શક આરએનએ દ્વારા સંતુલિત છે (તેનું ઓમેગા આરએનએ લગભગ 300 એનટી લાંબુ છે).

ઝાંગ ફેંગની ટીમે ભીના-ગરમીના એનારોબિક બેક્ટેરિયમ ડેસલ્ફોવિર્ગુલા થર્મોક્યુનિક્યુલી અને તેના ωRNA અને લક્ષ્ય DNA ના સંકુલમાંથી IsrB (DtIsrB) ના ક્રાયો-ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપ માળખાનું વિશ્લેષણ કર્યું.માળખાકીય વિશ્લેષણ દર્શાવે છે કે IsrB પ્રોટીનનું એકંદર માળખું Cas9 પ્રોટીન સાથે કરોડરજ્જુનું માળખું વહેંચે છે.

પરંતુ તફાવત એ છે કે Cas9 લક્ષ્ય ઓળખની સુવિધા માટે REC લોબનો ઉપયોગ કરે છે, જ્યારે IsrB તેના ωRNA પર આધાર રાખે છે, જેનો એક ભાગ જટિલ ત્રિ-પરિમાણીય માળખું બનાવે છે જે REC જેવું કાર્ય કરે છે.

RuvC થી ઉત્ક્રાંતિ દરમિયાન IsrB અને Cas9 ના માળખાકીય ફેરફારોને વધુ સારી રીતે સમજવા માટે, ઝાંગ ફેંગની ટીમે થર્મસ થર્મોફિલસમાંથી RuvC (TtRuvC), IsrB, CjCas9 અને SpCas9 ના લક્ષ્ય DNA-બંધનકર્તા બંધારણોની તુલના કરી.

IsrB અને તેના ωRNA નું માળખાકીય પૃથ્થકરણ સ્પષ્ટ કરે છે કે કેવી રીતે IsrB-ωRNA સંયુક્ત રીતે લક્ષ્ય ડીએનએને ઓળખે છે અને તોડી નાખે છે, અને આ લઘુત્તમ ન્યુક્લિઝના વધુ વિકાસ અને એન્જિનિયરિંગ માટેનો આધાર પણ પૂરો પાડે છે.અન્ય આરએનએ-માર્ગદર્શિત પ્રણાલીઓ સાથેની સરખામણીઓ પ્રોટીન અને આરએનએ વચ્ચેની કાર્યાત્મક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓને પ્રકાશિત કરે છે, આ વિવિધ પ્રણાલીઓના જીવવિજ્ઞાન અને ઉત્ક્રાંતિ વિશેની અમારી સમજને આગળ ધપાવે છે.

લિંક્સ:

1.https://www.science.org/doi/10.1126/science.abj6856

2.https://www.science.org/doi/10.1126/science.abq7220

3.https://www.nature.com/articles/s41586-022-05324-6