الحصول على CRISPRy – خوارزمية جديدة تجد الكثير من إنزيمات تحرير الجينات في الحمض النووي البيئي

تعتبر CRISPR – Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats – إجابة العالم الميكروبي على المناعة التكيفية. لا تنتج البكتيريا الأجسام المضادة عندما تتعرض لمسبب مرضي ثم تحتفظ بهذه الأجسام المضادة في الانتظار في حالة مواجهتها لنفس المسبب مرة أخرى، على النحو الذي نفعله نحن. بدلاً من ذلك، تدمج بعض البكتيريا بعض الحمض النووي للمسبب في جينومها الخاص وتربطه بإنزيم يمكن استخدامه للاعتراف بتسلسل الحمض النووي المسبب للمرض وقطعه إلى قطع إذا ظهر المسبب مرة أخرى.

تعديل الحمض النووي

حتى الآن، تم تحديد ستة أنواع من أنظمة CRISPR-Cas في الكائنات الدقيقة المختلفة. على الرغم من اختلافها في التفاصيل، إلا أنها جميعًا لديها نفس الجاذبية: تقوم بتسليم البروتينات إلى تسلسل مادة وراثية معينة بدرجة من التحديدية التي كانت صعبة تقنيًا ومكلفة وتستغرق وقتًا لتحقيقها. يمكن برمجة أي تسلسل حمض نووي مهم في النظام واستهدافه.

البحث عن أنظمة CRISPR-Cas

طور الباحثون في MIT طريقة جديدة للبحث عن أنظمة CRISPR-Cas المتغيرة وطبقوها على 8.8 تيرا (10^12) أزواج قاعدة من المعلومات الجينية البروكاريوتية. وجدوا أن العديد من الأنظمة التي وجدوها نادرة وظهرت فقط في مجموعة البيانات في السنوات العشر الماضية، مما يؤكد أهمية مواصلة إضافة عينات بيئية كان من الصعب الحصول عليها سابقًا إلى هذه المستودعات البيانات.

اكتشافات جديدة

ظهرت بعض المواضيع من العمل. أحدها هو استخدام بعض أنظمة CRISPR الجديدة الهندسة الوراثية للبروتينات Cas مع نطاقات غير معروفة من قبل أو تبدو كانتقالات مع جينات معروفة. قام العلماء بتوصيف بعض هذه البروتينات بشكل أكثر تحديدًا من الإنزيمات CRISPR المستخدمة حاليًا، ووجدوا أن أحدها يقوم بقطع RNA بشكل يعتبر هيكليًا مختلف بما يكفي لتشكيل نوع جديد تمامًا من نظام CRISPR-Cas.

تطبيقات محتملة

تم العثور أيضًا على تسلسلات متكررة متباعدة بانتظام لم تكن مرتبطة بأي إنزيمات Cas – مشابهة لـ CRISPR ولكن ليست CRISPR. ليسوا متأكدين من وظيفة هذه الأنظمة الموجهة بواسطة RNA ولكنهم يفترضون أنها تشارك في الدفاع مثل CRISPR.

في الختام، أظهرت نتائج هذا العمل مرونة ومرونة غير مسبوقة في أنظمة CRISPR. وتوصل الباحثون إلى استنتاج أن هذا يمثل جزءًا صغيرًا من الأنظمة المكتشفة، ولكنه يسلط الضوء على شمول وإمكانات البيولوجيا والتنوع البيولوجي الهائل للأرض، وسيكون المرشحون المتبقون مصدرًا لاستكشاف المستقبل.

مصدر المقال: 10.1126/science.adi1910

Source: https://arstechnica.com/science/2023/12/new-algorithm-finds-lots-of-gene-editing-enzymes-in-environmental-dna/