Cas9

Daripada Wikipedia, ensiklopedia bebas.
Endonuklease berkaitan CRISPR, Cas9
Cas9 dari S. pyogenes yang berada pada kompleks dengan sgRNA serta DNA tujuannya. PDB: 4OO8​ [1]
Pengenal pasti
OrganismaStreptococcus pyogenes M1
Simbolcas9
Simbol lainSpCas9
Entrez901176
PDB4OO8
RefSeq (mRNA)NC_002737.2
RefSeq (Prot)NP_269215.1
UniProtQ99ZW2
Other data
EC number3.1.-.-
KromosomGenomik: 0.85 - 0.86 Mb
Gelintar
StrukturModel Swiss
DomainInterPro
Cas9
Pengenal pasti
Simbol?
InterProIPR028629

Cas9 (protein berkaitan CRISPR 9, dahulunya dipanggil Cas5, Csn1, atau Csx12) merupakan sejenis protein bersaiz 160 kilodalton yang memainkan peranan penting dalam pertahanan imunologi bakteria tertentu melawan virus DNA dan plasmid, dan protein ini banyak digunakan dalam aplikasi kejuruteraan genetik. Fungsi utamanya adalah untuk memotong DNA dan dengan itu mengubah genom sel. Teknik penyuntingan genom CRISPR-Cas9 merupakan salah satu penyumbang terpenting sewaktu Anugerah Hadiah Nobel dalam Kimia pada tahun 2020 yang dianugerahkan kepada Emmanuelle Charpentier dan Jennifer Doudna.[2]

Dari segi teknikal, Cas9 ialah enzim endonuklease DNA berpandukan dwi-RNA yang dikaitkan dengan sistem imun adaptif CRISPR pada Streptococcus pyogenes.[3][4][5] S. pyogenes menggunakan CRISPR untuk menghafal dan Cas9 untuk kemudian menyiasat dan membelah DNA-DNA asing seperti serangan ke atas DNA bakteriofaj atau DNA plasmid.[4][6][7][8] Cas9 melakukan siasatan tersebut dengan merungkai DNA asing dan memeriksa tapak yang berpadanan 20 kawasan peruang nukleotida pada RNA panduan (gRNA). Jika substrat DNA adalah berpadanan dengan RNA panduan, Cas9 memotong DNA yang menyerang. Dalam pengertian ini, mekanisme CRISPR-Cas9 mempunyai beberapa persamaan dengan mekanisme gangguan RNA (RNAi) pada haiwan eukariot.

Selain daripada fungsi asalnya dalam sistem keimunan bakteria, protein Cas9 telah banyak digunakan sebagai alat kejuruteraan genom untuk mendorong pemecahan dwibebenang terarah tapak pada DNA. Pemecahan ini boleh menyebabkan penyahaktifan gen atau pengenalan gen heterolog dengan masing-masing melalui penyambungan hujung bukan homolog dan rekombinasi homolog yang berlaku pada banyak organisma model makmal. Penyelidikan mengenai pembangunan pelbagai varian cas9 telah menjadi cara yang menjanjikan untuk mengatasi had penyuntingan genom CRISPR-Cas9. Antara beberapa contoh terlibat termasuklah nikase Cas9 (Cas9n), varian yang mendorong pemecahan bebenang tunggal (SSB) atau varian yang mengiktiraf jujukan PAM yang berbeza.[9] Di samping nuklease jari zink dan protein nuklease efektor seakan pengaktif transkripsi (TALEN), Cas9 menjadi alat yang menonjol dalam bidang penyuntingan genom.

Cas9 telah mendapat daya tarikan dalam beberapa tahun kebelakangan ini kerana ia boleh membelah hampir mana-mana jujukan yang berpadanan dengan RNA panduan.[4] Oleh kerana kekhususan sasaran Cas9 berpunca daripada nisbah RNA panduan terhadap DNA yang saling melengkapi dan bukan pengubahsuaian kepada protein itu sendiri (seperti TALEN dan jejari zink), kejuruteraan Cas9 untuk menyasar DNA baharu adalah secara langsung.[10] Versi Cas9 yang mengikat tetapi tidak membelah DNA serumpun boleh digunakan untuk mencari pengaktif atau penahan transkripsi terhadap jujukan DNA tertentu untuk mengawal pengaktifan dan penahanan transkrip.[11][12] Cas9 asli memerlukan RNA panduan yang terdiri daripada dua RNA berbeza yang berkaitan, iaitu RNA CRISPR (crRNA) dan crRNA transaktif (tracrRNA).[3] Penyasaran Cas9 telah dipermudahkan melalui kejuruteraan RNA panduan tunggal kimera (chiRNA). Para saintis telah mencadangkan bahawa pemacu gen berasaskan Cas9 mungkin mampu menyunting genom seluruh populasi organisma.[13] Pada tahun 2015, Cas9 digunakan untuk mengubah suai genom embrio manusia buat kali pertama.[14]

Rujukan[sunting | sunting sumber]

  1. ^ Ralat petik: Tag <ref> tidak sah; teks bagi rujukan P24529477 tidak disediakan
  2. ^ "The Nobel Prize in Chemistry 2020". NobelPrize.org (dalam bahasa Inggeris). Dicapai pada 2020-10-07.
  3. ^ a b "CRISPR RNA maturation by trans-encoded small RNA and host factor RNase III". Nature. 471 (7340): 602–607. March 2011. Bibcode:2011Natur.471..602D. doi:10.1038/nature09886. PMC 3070239. PMID 21455174. Ralat petik: Tag <ref> tidak sah, nama "Deltcheva2011" digunakan secara berulang dengan kandungan yang berbeza
  4. ^ a b c "A programmable dual-RNA-guided DNA endonuclease in adaptive bacterial immunity". Science. 337 (6096): 816–21. August 2012. Bibcode:2012Sci...337..816J. doi:10.1126/science.1225829. PMC 6286148. PMID 22745249. Ralat petik: Tag <ref> tidak sah, nama "P22745249" digunakan secara berulang dengan kandungan yang berbeza
  5. ^ "CRISPR-Cas9 Expressed in Stably Transduced Cell Lines Promotes Recombination and Selects for Herpes Simplex Virus Recombinants". Current Research in Virological Science. 3: 100023. 2022-01-01. doi:10.1016/j.crviro.2022.100023. PMC 9629518 Check |pmc= value (bantuan). PMID 36330462 Check |pmid= value (bantuan).
  6. ^ "Cas9 specifies functional viral targets during CRISPR-Cas adaptation". Nature. 519 (7542): 199–202. March 2015. Bibcode:2015Natur.519..199H. doi:10.1038/nature14245. PMC 4385744. PMID 25707807.
  7. ^ "CRISPR provides acquired resistance against viruses in prokaryotes". Science. 315 (5819): 1709–12. March 2007. Bibcode:2007Sci...315.1709B. doi:10.1126/science.1138140. PMID 17379808. Unknown parameter |displayauthors= ignored (bantuan); |hdl-access= requires |hdl= (bantuan)
  8. ^ "The CRISPR/Cas bacterial immune system cleaves bacteriophage and plasmid DNA". Nature. 468 (7320): 67–71. November 2010. Bibcode:2010Natur.468...67G. CiteSeerX 10.1.1.451.9645. doi:10.1038/nature09523. PMID 21048762.
  9. ^ Uddin, Fathema; M. Rudin, Charles; Sen, Triparna (August 2020). "CRISPR Gene Therapy: Applications, Limitations, and Implications for the Future". Frontiers in Oncology. 10: 1387. doi:10.3389/fonc.2020.01387. PMC 7427626. PMID 32850447.
  10. ^ "Cas9 as a versatile tool for engineering biology". Nature Methods. 10 (10): 957–63. October 2013. doi:10.1038/nmeth.2649. PMC 4051438. PMID 24076990.
  11. ^ "CAS9 transcriptional activators for target specificity screening and paired nickases for cooperative genome engineering". Nature Biotechnology. 31 (9): 833–8. September 2013. doi:10.1038/nbt.2675. PMC 3818127. PMID 23907171.
  12. ^ "CRISPR-mediated modular RNA-guided regulation of transcription in eukaryotes". Cell. 154 (2): 442–51. July 2013. doi:10.1016/j.cell.2013.06.044. PMC 3770145. PMID 23849981.
  13. ^ "Concerning RNA-guided gene drives for the alteration of wild populations". eLife. 3. July 2014. doi:10.7554/eLife.03401. PMC 4117217. PMID 25035423.
  14. ^ "Chinese scientists genetically modify human embryos". Nature. 22 April 2015. doi:10.1038/nature.2015.17378.

Bacaan lanjut[sunting | sunting sumber]

Pautan luar[sunting | sunting sumber]

  • Gambaran maklumat struktur tersedia di PDB bagi UniProt: Q99ZW2 (Endonuklease berkaitan CRISPR Streptococcus pyogenes Cas9/Csn1) di PDBe-KB.
Diambil daripada "https://ms.wikipedia.org/w/index.php?title=Cas9&oldid=6161483"