Анатолий Коломейский, преподаватель Rice химии и химической и биомолекулярной разработки и выпускника Алексея Швеца приспособил совокупность, которую они создали ранее, чтобы показать, как белки как правило находят личные биологические цели. Они сохраняют веру, что пересмотренная модель окажет помощь открыть остающиеся тайны CRISPR.В его естественном состоянии CRISPR, что обозначает «сгруппированные мелкие палиндромные повторения, в которых систематично делают промежутки», имеется биологическим механизмом, которым бактерии защищают себя от вирусных зараз.
Бактерии включают копию зарубежной ДНК и строят отчет из всех те, каковые вторгаются. Они обращаются к тому отчету, в то время, в то время, когда новые захватчики отысканы и используют его, чтобы стереть с лица земли их.на данный момент исследователи начали приспосабливать механизм к применению в редактировании генома, у которого имеется потенциал, чтобы вылечить заболевание и увеличить организмы, включая людей. Но камень преткновения был риском, что белки CRISPR-Cas9, одна из совокупностей, каковые используют подход CRISPR, сократят и заменят неправильные целевые последовательности, вводя мутации.
Модель Rice, обрисованная в Биофизическом Издании, нашла его, быть может, что CRISPR-Cas9 определяет местонахождение хороших целей более действенно, в то время, в то время, когда они нецелевые редактируют, даны случиться, по обстоятельству того, что белки не напрасно тратят время, разъединяя с вне целей, чтобы продолжить искать.Это может или может не быть хорошей вещью, но это, само собой очевидно, достойно изучения, сказал Коломейский.«Коэффициент неточностей (нецелевое сокращение) иногда – 10-20 процентов», сказал он. «У нас имеется две идеи об этом: Любой – это, вирусы видоизменяются очень не так долго осталось ждать, и возможно бактерии пробуют сократить цели, каковые незначительно видоизменены как способ быть более эластичными. Второй то, что имеется белки, каковые смогут исправить неточности, исходя из этого если нет многих неправильных сокращений, совокупность может терпеть их.
«Что прибыло из отечественной модели, то, что мы думаем, что нецелевое сокращение в самом деле может оказать помощь сокращению на цели быть стремительнее».Коломейский объявил, что его модель – несложной движение к выяснению динамики редактирования CRISPR. «CRISPR-Cas9 – самое популярное изменение, по обстоятельству того, что это имеет только один белок и легче, биологически, трудиться с», сказал он.Рисовая лаборатория создала собственную неповторимую модель, чтобы изучить, как белки скользят в течении ДНК, чтобы найти цели и более аккуратные процессы как транскрипция генов.
Коломейский подчернул, что пионерка CRISPR Дженнифер Дудна осознала, что CRISPR-Cas9 не ищет таким же образом. «Она нашла, что это не скользит нигде на ДНК», сказал он.Вместо этого по данным Doudna и ее команды, белок первоначально признает PAM с тремя нуклеотидами (за protospacer смежный мотив) последовательности, каковые отмечают размещение потенциальных целей. «CRISPR находит и связывает с PAM, и затем его связанная РНК исследует смежную ДНК, чтобы видеть, имеется ли это целью», сказал Коломейский. «Если это, белок начинает уменьшаться.
В другом случае это разъединяет и замечает в другом месте».В последующих опытах Дудны с удаленными последовательностями PAM белки CRISPR-Cas9 не могли найти личные цели грубо говоря. Так, PAMs имеют важную роль и не являются легко универсальной распорной подробностью, сказал он. «В то время, когда я прочёл это, я понял, что мы имели возможность использовать отечественную модель тут также».Теоретическая модель замечает на процессы первого прохода – те, каковые происходят, в то время, в то время, когда совокупность пересекает физический или химический порог, как нахождение соответствующего PAM – чтобы отследить белки CRISPR-Cas9, вложенные в клетку, вследствие того что они вначале рассматривают последовательности PAM и затем, в то время как соединено с PAMs, ищут цель ДНК, которая соответствует РНК Cas9.
Они нашли CRISPRs, каковые избегают, чтобы нецелевые сокращения, разъединяя с «неправильной» ДНК заняли больше времени, чтобы обосноваться, чем та, которая вне целей. «Идя в несправедливость, PAM занимает время», сказал Коломейский. «Отечественное вычисление показывает, что CRISPR может найти настоящие цели стремительнее, в то время, в то время, когда это иногда включает неправильные места. Часть, которая идет в верные цели, вероятно меньшей, но Вы сократите их в конечном счете.«Это – несложная модель и совсем правильно разрешимый», сказал Коломейский. «Если кто-то хочет проверить, модель может обеспечить определенные предсказания и в некоторых случаях предложить тенденции для того, что должно наблюдаться». То, что считается пропавшим без вести из модели, имеется свойством видеть, признает ли ключ РНК собственную цель одновременно – связывающий с ДНК нежданно – или последовательно, нуклеотид нуклеотидом.
«Самая впечатляющая вещь о CRISPR не открытие иммунной совокупности у бактерий, но того, что это создало революцию в биотехнологии, по обстоятельству того, что это показывает, что в любой клетке мы можем разрезать любую ДНК в определенном размещении, очень совсем правильно», сказал Коломейский. «Я надеюсь, что отечественная работа будет стимулировать более фундаментальные изучения, по обстоятельству того, что мне нравится метод CRISPR очень. Но я не весёл, в то время, в то время, когда люди применяют его, не осознавая, как это трудится на молекулярном уровне».Shvets – на данный момент постдокторский исследователь в Массачусетском технологическом университете.
Kolomeisky – преподаватель химии и химической и биомолекулярной разработки.Валлийский Фонд, Национальный научный фонд и Центр Риса Теоретической Биологической Физики поддержали изучение.