CRISPR-Cas12a2란 무엇입니까? & 그것이 왜 중요한가요?

CRISPR의 간략한 역사

CRISPR는 Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats의 약자로, 짧은 염기 서열 반복을 포함하는 원핵생물 DNA 조각입니다. 이는 박테리아 방어 시스템의 일부이며, CRISPR 관련(Cas) 단백질과 함께 CRISPR-Cas9 유전체 편집 기술의 기반을 형성합니다. 이 기술은 바이러스의 유전 물질을 표적으로 삼아 증식을 막습니다.

CRISPR 분자는 Cas9 단백질(Cas는 CRISPR 관련 단백질을 의미함)과 함께 사용되어 CRISPR-Cas9 기술을 형성할 수 있습니다. 이 기술은 다음에 활용됩니다. e살아있는 세포와 유기체 내부의 유전자 분석 수정된 CRISPR 서열을 사용합니다.

이 기술의 주요 장점은 편집되는 DNA 영역을 매우 정확하게 타겟팅할 수 있다는 것인데, 이는 이전 기술로는 관리할 수 없었던 부분입니다. CRISPR-Cas9의 발명가들은 2020년 노벨 화학상을 수상했습니다.

그러나 Cas-9가 CRISPR를 사용하는 유일한 방법은 아닙니다. RNA 편집에 사용할 수 있는 Cas13도 있습니다. 그리고 이 글과 관련된 Cas12a

Cas12a 대 Cas9

이것은 생화학자가 아닌 사람도 이해할 수 있는 방식으로 Cas12a를 최대한 설명하여 일부 세부 사항을 다소 단순화하고 먼저 CRISPR-Cas12a가 무엇인지 살펴볼 수 있습니다.

CRISPR-Cas12a는 몇 가지 측면에서 Cas9와 다른 시스템입니다.

• Cas9이 수행할 수 있는 작업에 대한 대체 절단 사이트를 제공합니다.
  • 비기술적 번역: Cas9의 해결하기 어려운 문제는 Cas12a로 실행 가능
• Cas9의 '뭉툭한' 절단 부분 대신 DNA의 '끈적한' 부분을 남기는 방식으로 DNA를 절단하며 여러 번 절단할 수 있습니다.
  • 비기술적 번역: 유전자 편집이 일어날 확률이 높아집니다.
• 필요없다 crRNA(tracrRNA) 활성화 Cas12a의 경우 Cas9와 반대입니다. 크기가 작기 때문에 다중 게놈 편집이 더 쉬워집니다.
  • 비기술적 번역: CAs12a를 사용하면 한 번에 두 개 이상의 유전자를 수정할 수 있습니다.

출처: 위키 백과

Cas12a2 고유 속성

CRISPR-Cas12a를 통해 연구자들은 현재 더 잘 이해된 CRISPR-Cas9의 새롭고 약간 다른 버전이 있다고 생각했습니다. 이러한 변형으로 인해 흥미로운 사용법이 많이 있었지만 여전히 기본 메커니즘은 동일했습니다.

그리고 Cas12a2가 나왔습니다.

마지막 숫자인 "2"는 매우 다른 특성을 가진 것으로 보이는 Cas12a의 변종을 나타냅니다. 실제로 Cas12a가 Cas12와는 달리 "정상적인" Cas9a와는 다르게 작동합니다.

CRISPR-Cas 시스템은 외부 유전자를 공격하고 바이러스로부터 박테리아를 보호하도록 설계되었습니다. 연구자들은 이 능력을 유전자 편집에 다시 활용했습니다. Cas12a2의 기능은 매우 다릅니다. 바이러스 RNA를 감지하면 시작됩니다. 세포 내부의 모든 핵산을 공격. 대부분의 경우 영향을 받은 세포를 죽이고 나머지 박테리아 군집을 보호하고 바이러스 복제를 차단합니다.

완전히 새로운 메커니즘 2023년 2월 초에 XNUMX개의 다른 논문을 통해 발견자들이 권위 있는 간행물인 Nature에 게재되었습니다. (어떤 생물학자에게든 상당한 경력을 쌓을 수 있는 일입니다).

Cas12a2 애플리케이션

네이처 리뷰어들이 열광하는 이유는 아주 간단합니다. cas12a2 메커니즘을 사용하면 "프로그래밍 방식으로 세포를 죽이는" 도구를 만들 수 있습니다.

첫 번째 응용 프로그램은 다른 CRISPR 방법을 사용하여 훨씬 더 효율적으로 편집할 수 있습니다.. Cas12a2를 다른 CRISPR-Cas 시스템과 결합하면 역선택을 통해 CRISPR 유전자 편집의 효율성을 높일 수 있습니다.

또한 바이러스 RNA를 탐지하는 데 매우 효율적일 수 있습니다. 그래서, 두 번째 적용은 CAs12a2가 바이러스를 탐지하는 준완벽한 테스트로 전환될 수 있다는 것입니다.에스. 출판된 논문은 이미 이 아이디어의 개념 증명을 보여줍니다.

CAs12a2 기반 테스트 PCR 테스트의 매우 높은 감도와 가정용 테스트의 용이성과 저렴함을 결합합니다.. 복잡한 기계가 필요 없이 모두 가능합니다.

가장 좋은 점은 사실상 모든 RNA 바이러스, 즉 코로나19, 독감, 에볼라, 지카 바이러스와 같은 바이러스가 포함된 계열은 물론 초기 테스트 배치를 피할 수 있는 모든 돌연변이를 탐지하도록 조정할 수 있다는 것입니다.

새로운 검사를 설계하는 데 필요한 것은 바이러스의 유전체를 파악하고 맞춤형 crRNA 서열을 설계하는 것뿐입니다. 팬데믹이 보여주었듯이, 이는 단 몇 주 만에 완료될 수 있습니다.

따라서 Cas12a2에 대한 현재 이해 수준에서 테스트는 간단한 응용 프로그램인 것 같습니다.

세 번째 가능한 적용은 암 치료에 CRISPR-Cas12a2를 사용하는 것입니다.이론적인 예로는 Cas12a2를 암세포 특이적인 유전자 서열에만 반응하도록 프로그래밍하여 암세포가 "자살"하도록 유도하는 것이 있습니다. 그러나 암세포 유전학의 복잡성으로 인해 이러한 적용은 다른 방법들보다 더 먼 미래에 가능할 수 있습니다.

투자 테이크아웃

CRISPR 기술은 아직 초기 단계에 있으며 완전히 새로운 메커니즘을 밝혀내야 합니다. Cas12a2를 연구하는 연구원이 이를 이해할 만큼 충분한 좋은 결과를 얻는 데 7년이 걸렸습니다. CRISPR-Cas12a2는 이제 막 공개됐지만 아직 상용화까지는 갈 길이 멀다. CRISPR-Cas 시스템의 다른 변형이 전 세계 다른 연구팀의 예비 결과에 여전히 숨겨져 있어도 놀라지 않을 것입니다.

Cas12a2는 장기적으로 항원검사와 PCR 검사에 위협이 될 가능성이 있는 검사기술의 맥락에서 세심하게 연구하는 공간이 될 것입니다.

또한 다른 CRISPR 기술과 결합하여 더 효율적으로 만들거나 기술적 장애물을 해결할 수도 있습니다. 전반적으로 Cas12a2는 일반적으로 CRISPR 기술과 의학을 변화시킬 수 있는 잠재력에 대해 더 낙관적인 타당한 이유가 있는 것 같습니다. 테스트까지 포함하면 2023년 XNUMX월까지는 누구도 상상조차 하지 못했던 일입니다.

에디타스 메디슨(편집)는 현재 회사 중 하나입니다. 이 기술을 연구 중.