Για πρώτη φορά: CRISPR για RNA

 

Για πρώτη φορά από το 2007 που οι ερευνητές άρχισαν να κατανοούν τις δυνατότητες τροποποίησης του DNA με τη χρήση του CRISPR, βρήκαν τώρα έναν τρόπο να στοχεύεται το RNA αντί του DNA.

 

Ο “μηχανισμός” CRISPR, που σημαίνει “Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats” υπάρχει φυσικά σε βακτήρια ως μέθοδος αυτοπροστασίας από την εισβολή των ιών. Κατά την τελευταία δεκαετία, οι επιστήμονες έχουν βρει διάφορους τρόπους για την αξιοποίηση αυτής της ιδιότητας για ανθρώπινη χρήση, συχνά χρησιμοποιώντας μια πρωτεΐνη που ονομάζεται ενδονουκλεάση Cas9 ώστε να στοχεύουν και να καταστρέφουν πιθανά λανθασμένη, βάση της συμπληρωματικότητας, ακολουθία DNA.

Τώρα, σε μια συνεργατική προσπάθεια μεταξύ του Broad Institute του ΜΙΤ και του Χάρβαρντ, Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης, του ΝΙΗ, του Rutgers University- New Brunswick και του Skolkovo Ινστιτούτου Επιστήμης και Τεχνολογίας, οι ερευνητές εφάρμοσαν για πρώτη φορά μια νέα έκδοση του συστήματος CRISPR που συμβαίνει επίσης φυσικά ώστε  να τροποποιούν τη γονιδιακή έκφραση στοχεύντας μόνο RNA.

Το νέο σύστημα βασίζεται σε ένα ένζυμο που κατευθύνει σε RNA (RNA-guiding enzyme) και ονομάζεται C2c2 το οποίο στοχεύει και καταστρέφει το RNA προκειμένου να τροποποιηθεί ή ακόμη και να ανασταλλεί εντελώς  η γονιδιακή έκφραση. Ο “μηχανισμός” CRISPR-C2c2 εμφανίζεται φυσικά στα βακτήρια, τα οποία πέφτουν θύματα σε ιογενείς λοιμώξεις όπως ακριβώς και οι άνθρωποι. Με την αξιοποίηση αυτού του συστήματος στο εργαστήριο, η ερευνητική ομάδα προγραμματίζει το ένζυμο C2c2 να αναγνωρίσει και να ¨κοψει” μια συγκεκριμένη ακολουθία RNA παράγοντας το επιθυμητό αποτέλεσμα.

Στη μελέτη τους, που δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό Science, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το ένζυμο C2c2 και κατάφεραν να στοχεύσουν και να αφαιρέσουν μια συγκεκριμένη ακολουθία RNA, με αποτέλεσμα να αλλάξει η έκφραση της πρωτεΐνης που κωδικοποιείται απο το αντίστοιχο RNA. Οι ερευνητές χαρακτήρισαν το σύστημα CRISPR-C2c2 ως ένα αποτελεσματικό σύστημα δύο συστατικών που χρειάζεται μόνο ο οδηγός RNA να λειτουργήσει σωστά. Η ομάδα χαρακτήρισε το CRISPR-C2c2 ως εναλλακτική προσέγγιση της παρεμβολής RNA (RNA interference-RNAi).

Μια βασική διαφορά του μηχανισμού RNAi είναι οτι οι αλλαγές που γίνονται είναι προσωρινές, ενώ ο μηχανισμός CRISPR-C2c2 προσφέρει έναν τρόπο να γίνονται μόνιμες αλλαγές στο γονιδίωμα του κυττάρου.

Οι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτό το νέο σύστημα στόχευσης RNA θα είναι χρήσιμα για πολλές κλινικές χρήσεις:
-Πρόληψη ασθενειών, θεραπεία και έρευνα.
-Τροποποίηση πρωτεινικής έκφρασης ελέγχοντας τη μεταγραφής.
-Φθορίζουσα σήμανση του RNA για την μελέτη των προτύπων κίνησης και του “υποκυτταρικού εντοπισμού”