توسعه ابزار جدید کریسپر که از پروتئین کوچک‌تری برای اصلاح ژن استفاده می‌کند

سیستم اصلاح ژن کریسپر معمولا با پروتئین Cas9 در ارتباط است، اما حالا محققان ابزار جدیدی برای کریسپر ساخته‌اند که «CasMINI» نام دارد و از یک پروتئین کوچک‌تر استفاده می‌کند. این پروتئین می‌تواند راحت‌تر از Cas9 وارد سلول‌های بدن شود.

ابزار CasMINI که توسط محققان دانشگاه استنفورد ساخته شده، فقط ۵۲۹ آمینو اسید دارد که باعث می‌شود اندازه آن نصف سایر آنزیم‌های Cas باشد. این آنزیم‌ها معمولا ۱۰۰۰ تا ۱۵۰۰ آمینو اسید دارند و حتی کوچک‌ترین پروتئین قبلی با نام CasX همچنان حدود ۱۰۰۰ آمینو اسید داشت.

محققان می‌گویند در تست‌های آزمایشگاهی روی سلول‌های پستانداران متوجه شده‌اند که استفاده از این آنزیم به اندازه سایر آنزیم‌های Cas در حذف، فعال‌سازی و ویرایش DNA اثربخش است. از سوی دیگر، با CasMINI ورود به سلول‌ها هم آسان‌تر می‌شود.

جذاب‌ترین نکته درباره CasMINI این است که محققان آن را با دستکاری یک پروتئین طبیعی به نام Cas12f به وجود آورده‌اند. انجام این کار از آن جهت چالش‌برانگیز بود که Cas12f فقط بین ۴۰۰ تا ۷۰۰ آمینو اسید دارد، ولی در آزمایش‌های قبلی اثری از فعالیت آن در سلول‌های انسانی دیده نمی‌شد. دلیلش به احتمال زیاد این بود که Cas12f در میکروب‌هایی به نام «آرکئا» وجود داشت که نسبت به انسان‌ها ژنوم بسیار ساده‌تری داشتند.

پژوهشگران دانشگاه استنفورد ساختار این آنزیم را آزمایش و ۴۰ جهش مختلف را زیرنظر گرفتند که می‌توانند اثربخشی آنزیم را بالا برده و در عین حال اندازه کوچک آن را حفظ کنند. آنزیم Cas12f پیش از تکرار متمادی در طول سالیان، به نسخه‌ای رسیده که حالا عملکرد مناسبی دارد.

تیم محققان استنفورد می‌گوید این دستاورد نه تنها به افزایش کارآمدی کریسپر منجر می‌شود، بلکه می‌تواند بستر کشف روش‌های جدید کوچک‌سازی سیستم‌های RNA را هم فراهم کند. این روش‌ها ممکن است برای توسعه واکسن‌های جدید mRNA به‌خصوص برای بیماری ناشی از ویروس کرونا استفاده شوند. نتایج تحقیق فوق در مجله Molecular Cell منتشر شده‌اند.