Kontent qismiga oʻtish

Cas9

Vikipediya, erkin ensiklopediya

Cas9 (CRISPR bilan bogʻlangan oqsil 9, avval Cas5, Csn1, Csx12 nomlari bilan atalgan) — bu bakteriya va arxeyalarning CRISPR immun tizimining bir qismi boʻlgan, DNKni kesuvchi ferment. U DNK ketma-ketliklarini maqsadli ravishda oʻzgartirish va hujayra genomini doimiy ravishda yangilash imkonini beruvchi CRISPR genom tahrirlash vositasi sifatida moslashtirilgan.

CRISPR-Cas9 tizimi genetika muhandisligi, tibbiyot, qishloq xoʻjaligi va biotexnologiyada keng qoʻllaniladi. Cas9 DNKda oʻziga xos hududlarda ikki zanjirli uzilishlarni hosil qiladi. Bu esa hujayraning gomologik boʻlmagan uchlarni biriktirish yoki gomologik rekombinatsiya kabi taʼmirlash mexanizmlari orqali genlarni faolsizlantirish[1], olib tashlash yoki yangisini kiritish imkonini beradi. CRISPR tahrirlashdagi cheklovlarni bartaraf etish uchun Cas9 ning turli variantlari ishlab chiqilgan. Masalan, DNKning faqat bitta zanjirini kesuvchi Cas9 nikkaza (Cas9n) va turli xil PAM ketma-ketliklarini taniy oladigan versiyalar shular jumlasidandir[2].

CRISPR-Cas9 texnologiyasining rivojlanishi inson embrion hujayralarini tahrirlash va genetik takomillashtirish masalalari boʻyicha axloqiy va huquqiy bahslarni keltirib chiqardi.

Tarixi

[tahrir | manbasini tahrirlash]

CRISPR/Cas tizimi tabiatda bakteriyalarning oʻzini bosqinchi viruslar va bakteriofaglardan himoya qilish vositasi sifatida shakllangan. Bu jarayonda bakteriyalar virus DNK boʻlaklarini oʻz genomiga joylashtiradi, bu esa keyingi safar xuddi oʻsha virus bilan kasallanganda adaptiv immun tizimining tezkor javob qaytarishiga imkon beradi. Ushbu tizim dastlab Streptococcus pyogenes bakteriyasida kashf etilgan, keyinchalik esa koʻplab boshqa turlarda ham mavjudligi aniqlangan.

Cas9 ning genomni tahrirlash vositasi sifatida rivojlanishi

[tahrir | manbasini tahrirlash]

Cas9 birinchi marta Streptococcus pyogenes bakteriyasida CRISPR bilan bogʻlangan oqsil sifatida aniqlangan va dastlab bakterial adaptiv immun tizimida ishtirok etuvchi Cas5 deb atalgan. Tadqiqotlar natijasida Cas9 tarkibida nukleaza domeni — II turdagi CRISPR tizimida DNKning ikki zanjirini kesishga mas’ul boʻlgan effektor ferment borligi aniqlandi[3].

Tadqiqotchilar Cas9 faoliyati ikki xil RNK molekulasiga bogʻliqligini aniqladilar: fermentni nishon DNK ketma-ketligiga yoʻnaltiruvchi crRNA (CRISPR RNK) va nukleaza faolligi uchun zarur boʻlgan tracrRNA (trans-aktivator CRISPR RNK)[4].

2012-yilda Jennifer Doudna va Emmanuelle Charpentier ushbu ikki RNK molekulasini bitta yagona yoʻl boshlovchi RNKga (sgRNA) birlashtirib, Cas9 endonukleazasini soddalashtirilgan ikki komponentli tizimga aylantirdilar. Bu tizim Cas9 bilan birikkanda, yoʻl boshlovchi RNK tomonidan belgilangan DNK nishonini topish va kesish imkonini berdi[5]. Oʻsha yili oʻtkazilgan tadqiqotlar CRISPR-Cas9 komponentlarini in vitro (probirkada) sharoitida DNKning muayyan nuqtalarida ikki zanjirli uzilishlar hosil qilish uchun dasturlash mumkinligini koʻrsatdi va bu genomni tahrirlash uchun asos boʻldi.

Yoʻl boshlovchi RNKning nukleotid ketma-ketligini oʻzgartirish orqali sunʼiy Cas9 tizimini istalgan DNK ketma-ketligini nishonga olish va kesish uchun dasturlash mumkin boʻldi[5]. Taxminan oʻsha vaqtda Virginijus Šikšnys, Gasiūnas, Barrangou va Horvath kabi tadqiqotchilar hamkorligida S. thermophilus bakteriyasidan olingan Cas9 tizimi ham oʻzining crRNA ketma-ketligini oʻzgartirish orqali muayyan DNK sohalarini nishonga olish uchun qayta dasturlanishi mumkinligini isbotladilar.

2013-yilda Feng Zhang va George Church boshchiligidagi tadqiqot guruhlari inson genomida muvaffaqiyatli maqsadli DNK tahrirlash amalga oshirilganini maʼlum qilishdi[3][6][7][8]. Bu eukariotik tizimlarda CRISPR-Cas9 tizimining maqsadli modifikatsiya uchun birinchi marta qoʻllanilishi edi. Ushbu kashfiyotlar CRISPR-Cas9 tizimini turli xil organizmlar uchun koʻp qirrali genom tahrirlash vositasi sifatida rivojlanishiga turtki boʻldi[9].

DNKni kesishdan tashqari, CRISPR-Cas9 tizimi maqsadli genlarni faollashtirish yoki oʻchirish imkonini beruvchi dasturlanadigan transkripsiya omillari sifatida ishlash uchun ham oʻzgartirildi[10]. Ushbu tizim rivojlanishining ahamiyati 2020-yilda rasman eʼtirof etildi: Emmanuelle Charpentier va Jennifer Doudna CRISPR-Cas9 genom tahrirlash boʻyicha qilgan ishlari uchun Kimyo boʻyicha Nobel mukofoti bilan taqdirlandilar[3].

Yana qarang

[tahrir | manbasini tahrirlash]

Manbalar

[tahrir | manbasini tahrirlash]
  1. ↑ "CRISPR Gene Therapy: Applications, Limitations, and Implications for the Future". Frontiers in Oncology 10: 1387. August 2020. doi:10.3389/fonc.2020.01387. PMID 32850447. PMC 7427626. //www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=7427626.
  2. ↑ "Cas9 as a versatile tool for engineering biology". Nature Methods 10 (10): 957–963. October 2013. doi:10.1038/nmeth.2649. PMID 24076990. PMC 4051438. //www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=4051438.
  3. 1 2 3 Gostimskaya, Irina (August 2022). "CRISPR-Cas9: A History of Its Discovery and Ethical Considerations of Its Use in Genome Editing". Biochemistry. Biokhimiia 87 (8): 777–788. doi:10.1134/S0006297922080090. ISSN 1608-3040. PMID 36171658. PMC 9377665. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9377665/.
  4. ↑ Deltcheva, Elitza; Chylinski, Krzysztof; Sharma, Cynthia M.; Gonzales, Karine; Chao, Yanjie; Pirzada, Zaid A.; Eckert, Maria R.; Vogel, Jörg et al. (March 2011). "CRISPR RNA maturation by trans-encoded small RNA and host factor RNase III" (en). Nature 471 (7340): 602–607. doi:10.1038/nature09886. ISSN 0028-0836. PMC 3070239. https://www.nature.com/articles/nature09886.
  5. 1 2 "A programmable dual-RNA-guided DNA endonuclease in adaptive bacterial immunity". Science 337 (6096): 816–821. August 2012. doi:10.1126/science.1225829. PMID 22745249. PMC 6286148. //www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=6286148.
  6. ↑ "Development and applications of CRISPR-Cas9 for genome engineering". Cell 157 (6): 1262–1278. June 2014. doi:10.1016/j.cell.2014.05.010. PMID 24906146. PMC 4343198. //www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=4343198.
  7. ↑ "Multiplex genome engineering using CRISPR/Cas systems". Science 339 (6121): 819–823. February 2013. doi:10.1126/science.1231143. PMID 23287718. PMC 3795411. //www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=3795411.
  8. ↑ "RNA-guided human genome engineering via Cas9". Science 339 (6121): 823–826. February 2013. doi:10.1126/science.1232033. PMID 23287722. PMC 3712628. //www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=3712628.
  9. ↑ "On the Origin of CRISPR-Cas Technology: From Prokaryotes to Mammals". Trends in Microbiology 24 (10): 811–820. 2016. doi:10.1016/j.tim.2016.06.005. PMID 27401123.
  10. ↑ "CRISPR interference (CRISPRi) for sequence-specific control of gene expression". Nature Protocols 8 (11): 2180–2196. November 2013. doi:10.1038/nprot.2013.132. PMID 24136345. PMC 3922765. //www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=3922765.

Qoʻshimcha oʻqish uchun

[tahrir | manbasini tahrirlash]
  • "Bacterial CRISPR/Cas DNA endonucleases: A revolutionary technology that could dramatically impact viral research and treatment". Virology 479-480: 213–220. May 2015. doi:10.1016/j.virol.2015.02.024. PMID 25759096. PMC 4424069. //www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=4424069. 
  • "Development of CRISPR as an Antiviral Strategy to Combat SARS-CoV-2 and Influenza". Cell 181 (4): 865–876.e12. May 2020. doi:10.1016/j.cell.2020.04.020. PMID 32353252. PMC 7189862. //www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=7189862. 
    • Steven Levy (March 18, 2020). „Could Crispr Be Humanity's Next Virus Killer?“. Wired.
"https://uz.wikipedia.org/w/index.php?title=Cas9&oldid=5998890" dan olindi