Ökaryotik organizmaların genom düzenlemesi için ilk önce devrimci CRISPR-Cas9 ve diğer sistemleri kullanan bilim insanlarını içeren bir ekip; hayvanlar ve bitkiler dahil, Cas12b adlı başka bir CRISPR sistemi geliştirmiştir. Yeni sistem, CRISPR-Cas9 sistemlerine kıyasla gelişmiş özellikler ve seçenekler sunar.
Nature Communications’da yayınlanan bir çalışmada, Feng Zhang ve MIT ve Harvard Broad Enstitüsü’ndeki meslektaşları ile MIT’deki McGovern Beyin Araştırma Enstitüsü’nün Ulusal Sağlık Enstitüleri’ndeki ortak yazar Eugene Koonin; yeni enzimin, insan hücrelerinin genomlarını hedeflemek ve tam olarak belirlemek veya düzenlemek için tasarlanabileceğini göstermektedir. Casill’e (SpCas9) kıyasla Bacillus hisashii‘den (BhCas12b) yüksek hedef özgüllüğü ve küçük Cas12b boyutu, bu yeni sistemi in vivo uygulamalar için uygun hale getirir. Ekip şu anda CRISPR-Cas12b’yi araştırma için geniş ölçüde kullanılabilir hale getiriyor.
Ekip daha önce Cas12b’yi (daha sonra C2c1 olarak da bilinir) 2015 yılında umut verici üç yeni CRISPR enziminden biri olarak tanımladı, ancak bir engelle karşılaştı: Cas12b termofilik bakterilerden (geyserler, sıcak su kaynakları, volkanlar ve derin deniz hidrotermal menfezleri gibi sıcak ortamlarda yaşayan) geldiğinden, enzim doğal olarak sadece insan vücut sıcaklığından daha yüksek sıcaklıklarda çalışır.
Zhang: “Doğadan ilham alarak; daha düşük sıcaklıklarda çalışabilen Cas12b’nin bir versiyonunu oluşturmak istedik, bu yüzden memeli ortamlarının düşük sıcaklıklarında gelişebilecek bakterilere bakarak binlerce bakteri genetik sekansını taradık.”
Doğal çeşitliliğin araştırılması ve ümit verici aday enzimlerin rasyonel mühendisliğinin bir araya getirilmesiyle; primer insan T hücrelerinde genomları etkin bir şekilde düzenleyebilen bir Cas12b sürümü oluşturdular, bu da bağışıklık sistemini hedefleyen veya kullanan terapötikler için önemli bir ilk adımdır.
Zhang Lab’da doktora sonrası İnsan Sınırları Bilim programı üyesi olan Jonathan Strecker: “Bu, keşfedilmeyi bekleyen birçok faydalı CRISPR sisteminin bulunduğunun bir başka kanıtıdır.”
Alan hızla hareket ediyor: Cas12b enzim ailesi ilk kez 2015 yılında tanımlandığından ve RNA rehberli DNA endonükleazları gösterdiğinden, birkaç grup bu enzim ailesini araştırıyor. 2017’de, Berkeley’deki California Üniversitesi’ndeki Jennifer Doudna’nın laboratuarından bir ekip, Alicyclobacillus acidoterrestris‘den Cas12b’nin spesifik olmayan DNA’nın kolordiyal bölünmesine in vitro aracılık yapabildiğini bildirdi. Yakın zamanda, Pekin’deki Çin Bilimler Akademisi’nden bir ekip, Alicyclobacillus acidiphilus‘dan bir başka Cas12b’nin memeli hücrelerini düzenlemek için kullanıldığını bildirdi.
Broad Institute ve MIT, Cas12b sistemini geniş ölçüde paylaşıyor. Daha önceki genom düzenleme araçlarında olduğu gibi, Zhang Lab laboratuvarı; araştırmaları hızlandırmak için 62 ülkede yaklaşık 2.400 laboratuvarda, 52.000’den fazla reaktifin paylaşıldığı, plazmid paylaşım web sitesi ‘Addgene’ aracılığıyla teknolojiyi akademik araştırmalar için serbestçe erişilebilir hale getireceklerdir.
