Metagenomik Çalışmasında Bulunan CRISPR-Cas9 İnhibitörleri

-
0 Comments

Anti-CRISPR proteinleri, hedef dışı moleküllerin etkilerini azaltarak ne zaman ve nerede hareket ettiklerini kontrol ederek CRISPR gen düzenleme sistemlerini geliştirmek için kullanılmaktadır. Bununla birlikte, anti-CRISPR proteinleri, doğada nadirdir veya sadece bulmak biraz zor diyelim biz. Şimdiye dek keşfedilen az sayıdaki CRISPR proteinine eklemeler yapmak umuduyla, Danimarka Teknik Üniversitesi'ne bağlı bilim adamları yeni bir tür çalışma gerçekleştirdiler. Bunu yaparken, sokak lambası etkisinden, insanların sadece göründüğü açık bir yerde bir şeyler ararken ortaya çıkan bir tür gözlemsel yöntemden faydalandılar.

CRISPR karşıtı arama stratejisi yöntemi, normal faj DNA'nın içeriğini inceleme sırasında CRISPR inhibitörlerinin aranmasını engelleyebilir. Bu yüzden, normal yçntemi ele almak yerine, Danimarka Teknik Üniversitesi'ndeki bilim ekibi, CRGPR karşıtı genleri metagenomlardan seçmek için genetik bir devreyi kullanmayı tercih etti. Novo Nordisk Biyolojik Sürdürülebilirlik Vakfı Merkezi'ne de bağlı olan Morten OA Sommer liderliğindeki ekip, dört CRISPR-Cas9 inhibitörü keşfetmeyi başardı.


Ayrıntılı bulgular, 5 Şubat'ta “ Yedi Bakteriyel Filogenetik Sisteme Yayılan Cas9 İnhibitörlerinin Keşfi ve Karakterizasyonu ” başlıklı bir makalede yayınlandı . Makalede, sentetik bir genetik devrenin, CRISPR karşıtı genlerin, metagenomik kütüphanelerini hedef almaya yönelik oldu. Bu araştırma da, söz konusu  makalede, dizi homolojisi veya genetik bağlamdan ziyade fonksiyonel aktiviteyi incelemeye dayanıyordu.


Makalenin yazarı, Streptococcus pylogini‘ türünde Cas9 aktivitesini azaltan hayvan ve insan metagenomlarından 11 DNA parçası belirledik ” diyor. “ Bu keşfedilen parçaların bir alt kümesinin polimeriazyonunun in vivo ve in vitro karakterizasyonu gerçekleştirilerek, dört anti-CRISPR' dizinin aktivitesini doğrulamış oldu.” dedi.


DNA daha küçük parçalara bölünerek rastgele bir bakteri hücresi içindeki bir plazmid üzerinde eksprese edildi. Bu hücre, anti-CRISPR aktivitesinin gözlemlenebilmesi için genetik bir devre içermekteydi. Kısacası kurulan hipoteze göre bu anti-CRISPR genine sahip bir plazmid içeren hücrelerin, belirli bir antibiyotiğe dirençli olacağı anlamına geliyordu. Aksi durumda plazmide dahil olmayan genlerin ise  anti-CRISPR aktivitesi vermediği hücrelerde ölecek. Bu sistemle araştırmacılar, CRISPR aktivitesi olmayan DNA'yı kolayca tespit edip seçebilir ve kökenine kadar takip edebilirler. Daha fazla karakterizasyon sağlayabilmek adına artık, dört yeni CRISPR karşıtı aktivitenin onaylanmasına söz konusu oldu. 

Filogenetik analiz, dışkı örneklerinde tanımlanan genlerin, örneğin böceklerin bağırsaklarında, deniz suyunda ve yemeklerinde yaşayan bakterilerde, çoklu ortamlarda bulunan bakterilerde bulunduğunu ortaya konmuş oldu. Bu, yeni keşfedilen genlerin yaşam ağacındaki birçok bakteri dalına yayıldığını ve bazı durumlarda bu genlerin bazılarının evrim sırasında yatay olarak aktarıldığını gösteren kanıtlarla ortaya çıktığını gösterilmiştir. 

Sommer, “Keşfedilen CRISPR'lerin doğada çok fazla olması, çok faydalı olduklarını ve biyolojik açıdan büyük bir öneme sahip olduklarını gösteriyor” dedi. 

Bu bulgular CRISPR'lerin faj ve konakçı arasındaki etkileşimde, muhtemelen daha önce önerilenden çok daha büyük bir rol oynayabileceğini göstermektedir. Bu alandaki daha önceki çalışmalar, anti-CRISPR proteinlerinin laboratuvarda genom düzenlemesi yaparken hedef dışı bölgelerde DNA kesilmesi gibi hataları azaltmak için kullanılabileceğini göstermişti.

Günümüzün bilimsel alanlar içerisinde büyük bir heyecanla takip edilen ve popülaritesi yüksek olan CRISPR-Cas9 sistemindeki bu gelişim tüm bilim alanlarında oldukça heyecan uyandıran bir çalışma oldu.

Hiç yorum yok:

Yorum Gönder