Apa itu CRISPR-Cas12a2? & Mengapa Itu Penting?

Sejarah Singkat CRISPR

CRISPR adalah singkatan dari Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, yang merupakan segmen DNA prokariotik yang mengandung pengulangan pendek urutan basa. Ini merupakan bagian dari sistem pertahanan bakteri yang, bersama dengan protein terkait CRISPR (Cas), membentuk dasar untuk teknologi penyuntingan genom CRISPR-Cas9. Teknologi ini pada dasarnya menargetkan materi genetik virus untuk menghentikan perkembangbiakannya.

Molekul CRISPR dapat digunakan bersama dengan protein Cas9 (Cas mean CRISPR Associated Protein) untuk membentuk teknologi CRISPR-Cas9. Teknologi ini dimanfaatkan untuk egen yang membusuk di dalam sel dan organisme hidup menggunakan modifikasi urutan CRISPR.

Keuntungan utama dari teknik ini adalah memungkinkan untuk menargetkan area DNA yang sedang diedit dengan sangat tepat, sesuatu yang tidak dapat dilakukan oleh teknik sebelumnya. Penemu CRISPR-Cas9 memperoleh Hadiah Nobel Kimia tahun 2020.

Namun Cas-9 bukan satu-satunya cara yang memungkinkan untuk menggunakan CRISPR. Ada juga Cas13 yang bisa digunakan untuk mengedit RNA. Dan yang mengenai artikel ini, Cas12a

Cas12a vs Cas9

Ini akan menjelaskan Cas12a semaksimal mungkin dengan cara yang dapat dimengerti oleh non-ahli biokimia sehingga beberapa detail akan disederhanakan, dan pertama-tama kita dapat melihat apa itu CRISPR-Cas12a.

CRISPR-Cas12a adalah sistem yang berbeda dari Cas9 dalam beberapa aspek:

• Berikan situs pemotongan alternatif selain yang dapat dilakukan Cas9.
  • Terjemahan non-teknis: masalah yang sulit diselesaikan dengan Cas9 dapat dilakukan dengan Cas12a
• Ini memotong DNA sedemikian rupa sehingga meninggalkan bagian DNA yang “lengket” dan bukan potongan Cas9 yang “tumpul”, dan dapat dipotong berkali-kali.
  • Terjemahan non-teknis: Ini menghasilkan kemungkinan terjadinya pengeditan gen yang lebih tinggi.
• Tidak perlu untuk mentransaktivasi crRNA (tracrRNA) untuk Cas12a, bertentangan dengan Cas9. Karena ukurannya yang lebih kecil, pengeditan genom multipleks akan lebih mudah.
  • Terjemahan non-teknis: lebih dari satu gen dapat dimodifikasi sekaligus dengan CAs12a

Sumber: Wikipedia

Properti Unik Cas12a2

Dengan CRISPR-Cas12a, para peneliti mengira mereka memiliki versi baru yang sedikit berbeda dari CRISPR-Cas9 yang kini lebih dipahami. Ini memiliki banyak kegunaan yang menarik karena variasi ini, tetapi mekanisme dasarnya masih sama.

Dan kemudian datanglah Cas12a2.

Angka terakhir, “2” di akhir, adalah untuk varian Cas12a yang tampaknya memiliki sifat yang sangat berbeda. Faktanya, tindakannya jauh berbeda dari Cas12a “normal” dibandingkan Cas12a dari Cas9.

Sistem CRISPR-Cas dirancang untuk menyerang gen asing dan melindungi bakteri dari virus. Para peneliti telah mengubah kapasitas ini menjadi penyuntingan gen. Apa yang dilakukan Cas12a2 sangat berbeda. Ketika mendeteksi RNA virus, itu dimulai untuk menyerang SEMUA asam nukleat di dalam sel. Seringkali, hal ini akan membunuh sel yang terkena, melindungi sisa koloni bakteri dan menghalangi replikasi virus.

Mekanisme yang sepenuhnya baru ini mendapat tempat bagi penemunya di publikasi bergengsi Nature pada awal Januari 2023 di 2 makalah berbeda (sesuatu yang dapat menghasilkan karier bagi ahli biologi mana pun).

Aplikasi Cas12a2

Alasan di balik antusiasme para pengulas Nature cukup sederhana. Mekanisme cas12a2 memungkinkan terciptanya alat untuk “membunuh sel secara terprogram.”

Aplikasi pertama dapat melakukan pengeditan yang jauh lebih efisien menggunakan metode CRISPR lainnya. Menggabungkan Cas12a2 dengan sistem CRISPR-Cas lainnya dapat meningkatkan efisiensi pengeditan gen CRISPR melalui seleksi balik.

Ini juga bisa sangat efisien dalam mendeteksi RNA virus. Jadi, sebuah Aplikasi kedua adalah CAs12a2 dapat diubah menjadi tes yang cukup sempurna untuk mendeteksi virusS. Makalah yang diterbitkan sudah menunjukkan bukti konsep gagasan ini.

Tes berbasis CAs12a2 akan menggabungkan sensitivitas tes PCR yang sangat tinggi dengan kemudahan dan murahnya tes di rumah. Semuanya tanpa memerlukan mesin yang rumit.

Bagian terbaiknya adalah ia dapat disetel untuk mendeteksi hampir semua virus RNA, keluarga yang mengandung virus seperti COVID-19, Flu, Ebola, dan Zika, serta mutasi apa pun yang dapat menghindari pengujian tahap awal.

Yang dibutuhkan untuk merancang tes baru hanyalah mengetahui genom virus dan merancang urutan crRNA khusus. Sesuatu yang dapat dilakukan hanya dalam beberapa minggu, seperti yang ditunjukkan oleh pandemi ini.

Jadi, pada tingkat pemahaman Cas12a2 saat ini, pengujian tampaknya merupakan aplikasi yang mudah.

Kemungkinan penerapan ketiga adalah penggunaan CRISPR-Cas12a2 dalam pengobatan kankerContoh teoretisnya adalah memprogram Cas12a2 untuk bereaksi terhadap urutan genetik yang spesifik terhadap sel kanker saja, sehingga memaksa sel kanker untuk "bunuh diri". Namun, penerapan ini mungkin lebih maju dibandingkan yang lain karena kompleksitas genetika sel kanker.

Pengambilan Investasi

Teknologi CRISPR masih dalam tahap awal, dan masih terdapat mekanisme baru yang perlu diungkap. Peneliti yang mengerjakan Cas12a2 membutuhkan waktu 7 tahun untuk mendapatkan hasil yang cukup baik untuk memahaminya. CRISPR-Cas12a2 baru saja diterbitkan dan masih jauh dari komersialisasi. Saya tidak heran jika varian lain dari sistem CRISPR-Cas masih tersembunyi dalam hasil awal tim peneliti lain di seluruh dunia.

Cas12a2 akan menjadi ruang untuk belajar dengan penuh perhatian dalam konteks teknologi pengujian, sehingga berpotensi menjadi ancaman terhadap pengujian antigen dan pengujian PCR dalam jangka panjang.

Hal ini juga dapat dikombinasikan dengan teknik CRISPR lainnya untuk menjadikannya lebih efisien atau mengatasi hambatan teknis. Secara keseluruhan, Cas12a2 tampaknya merupakan alasan yang baik untuk lebih optimis terhadap teknologi CRISPR secara umum dan potensinya untuk mengubah dunia kedokteran. Termasuk dalam pengujian, sesuatu yang bahkan belum pernah dibayangkan oleh siapa pun hingga Januari 2023.

Kedokteran Editas (EDIT) merupakan salah satu perusahaan yang ada saat ini mengerjakan teknologi ini.