转座在重塑所有生物体的基因组中起着关键作用 1 。IS200/IS605 和 IS607 家族 2 的插入序列是最简单的移动遗传元件之一,仅包含其转座及其调控所需的基因。这些元件编码 tnpA 转座酶,这对于动员至关重要,并且通常携带辅助 tnpB 基因,而该基因对于转座而言并非必需。尽管 TnpA 在 IS200/IS605 转座子动员中的作用已得到充分证实,但 TnpB 的功能仍然很大程度上未知。有人提出 TnpB 在转座调控中发挥作用,尽管尚未确定相关机制 3–5 。生物信息学分析表明 TnpB 可能是 CRISPR–Cas9/Cas12 核酸酶的前身 6–8 。然而,尚未发现 TnpB 具有任何生化活性。我们在此表明,耐辐射奇球菌 ISDra2 的 TnpB 是一种 RNA 引导的核酸酶,受来自转座子右端元件的 RNA 引导,切割 5′-TTGAT 转座子相关基序旁的 DNA。我们还表明,TnpB 可以重新编程以切割人类细胞中的 DNA 靶位。总之,这项研究通过强调 TnpB 在转座中的作用扩展了我们对转座机制的理解,通过实验证实了 TnpB 是 CRISPR-Cas 核酸酶的功能性前体,并将 TnpB 确立为基因组编辑新系统的原型。
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“刚刚发表的《自然》新论文是长期不懈努力的结果,展示了立陶宛科学家在生命科学领域的潜力以及他们成为该领域领军人物的能力。这项研究揭示了 TnpB 基因剪刀的结构和机制,为进一步针对性地改造 TnpB 复合物以将其转化为治疗遗传疾病的治疗工具奠定了基础,”V. Šikšnys 教授说。
Cas9 和 Cas12 的微型替代品:转座子相关的 TnpB 1 介导植物中的靶向基因组编辑 2 3 Subhasis Karmakar 1Ɨ、Debasmita Panda 1Ɨ、Sonali Panda 1、Manaswini Dash 1、Romio Saha 1、Priya Das 4 1、Shinong SP、Justin Avina 2、Amaresh K. Nayak 1、Mirza J. Baig 1*、Kutubuddin Ali Molla 1* 5
ISCB蛋白是在IS200/IS605转座子的不同家族中编码的推定核酸酶,可能是RNA引导的核酸内切酶Cas9的祖先,但是ISCB的功能及其与任何RNA的相互作用仍然没有特征。使用进化分析,RNA测序和生化实验,我们从IS200/IS605转座子中重建了CRISPR-CAS9系统的演变。我们发现ISCB使用单个非编码RNA进行双链DNA的RNA引导的切割,并且可以利用人类细胞中的基因组编辑。我们还展示了TNPB的RNA引导的核酸酶活性,另一种IS200/IS605转座子编码的蛋白质以及Cas12核酸内切核酸酶的祖先。这项工作揭示了一类广泛的转座子编码的RNA引导的核酸酶,我们将其命名为Omega(强制性移动元件 - 引导活动),具有强大的生物技术发展潜力。t