Ano ang CRISPR-Cas12a2? & Bakit Ito Mahalaga?

Maikling Kasaysayan ng CRISPR

CRISPR ay nangangahulugang Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, na mga segment ng prokaryotic DNA na naglalaman ng maikling pag-uulit ng mga base sequence. Bahagi ito ng sistemang depensa ng bakterya na, kasama ang mga CRISPR-associated (Cas) na protina, ay bumubuo ng batayan para sa teknolohiyang pag-edit ng genome na CRISPR-Cas9. Sa esensya, tinatarget nito ang genetic material ng virus upang mapigil ang pagkalat nito.

Maaaring gamitin ang mga molekula ng CRISPR kasama ang protinang Cas9 (Cas ay nangangahulugang CRISPR Associated Protein) upang mabuo ang teknolohiyang CRISPR-Cas9. Ang teknolohiyang ito ay ginagamit para sa pag-edit ng mga gene sa loob ng buhay na selula at organismo gamit ang pagbabago ng mga CRISPR sequence.

Isang pangunahing bentahe ng teknik na ito ay na pinapayagan nitong targetin nang napaka‑tumpak ang bahagi ng DNA na ini‑edit, isang bagay na hindi magawa ng mga naunang teknik. Ang mga imbentor ng CRISPR‑Cas9 ay nanalo ng Nobel Prize sa Chemistry noong 2020.

Ngunit ang Cas‑9 ay hindi lamang paraan upang gamitin ang CRISPR. Mayroon ding Cas13, na maaaring gamitin para sa pag‑edit ng RNA. At ang tinatalakay sa artikulong ito, si Cas12a

Cas12a vs Cas9

Ipapaliwanag nito ang Cas12a hangga’t maaari sa paraang mauunawaan ng isang hindi biyokemiko kaya’t ang ilang detalye ay bahagyang pasimple, at maaari muna nating tingnan kung ano ang CRISPR‑Cas12a.

Ang CRISPR‑Cas12a ay ibang sistema kumpara sa Cas9 sa ilang aspeto:

• Nagbibigay ng alternatibong mga puwang ng pagputol kumpara sa kayang gawin ng Cas9.
  • Pagsasalin na hindi teknikal: ang mga problemang mahirap lutasin gamit ang Cas9 ay maaaring magawa gamit ang Cas12a
• Pinutol nito ang DNA sa paraang nag‑iiwan ng “malagkit” na bahagi ng DNA imbes na “blunt” na putol ng Cas9, at maaaring putulin nang maraming beses.
  • Pagsasalin na hindi teknikal: Nagdudulot ito ng mas mataas na pagkakataon na mangyari ang pag‑edit ng gene.
• Walang pangangailangan para sa transactivating crRNA (tracrRNA) para sa Cas12a, kabaligtaran ng Cas9. Dahil sa mas maliit na sukat, magpapahintulot ito ng mas madaling multiplex genome editing.
  • Pagsasalin na hindi teknikal: higit sa isang gene ang maaaring baguhin nang sabay‑sabay gamit ang Cas12a

Pinagmulan: Wikipedia

Mga Natatanging Katangian ng Cas12a2

Sa CRISPR‑Cas12a, inakala ng mga mananaliksik na mayroon silang bagong, bahagyang ibang bersyon ng mas kilalang CRISPR‑Cas9. Marami itong kawili‑wiling gamit dahil sa mga pagkakaibang ito, ngunit pareho pa rin ang pangunahing mekanismo.

At pagkatapos ay dumating ang Cas12a2.

Ang huling numero, “2” sa dulo, ay para sa isang variant ng Cas12a na nagpakita ng napakaibang mga katangian. Sa katunayan, ito ay kumikilos nang lubos na naiiba mula sa “normal” na Cas12a kumpara sa pagkakaiba ng Cas12a mula sa Cas9.

Ang mga CRISPR‑Cas system ay dinisenyo upang atakihin ang mga dayuhang gene at protektahan ang bakterya mula sa mga virus. Ginamit muli ng mga mananaliksik ang kakayahang ito para sa pag‑edit ng gene. Ang ginagawa ng Cas12a2 ay napakaiba. Kapag natuklasan nito ang viral RNA, nagsisimula itong atakehin ANG LAHAT ng nucleic acids sa loob ng selula. Karamihan ng oras, papatay ito sa apektadong selula, pinoprotektahan ang natitirang kolonya ng bakterya at pinipigilan ang pag‑replica ng virus.

Ang ganap na bagong mekanismong ito ay nakakuha ng puwang para sa mga natuklasan nito sa prestihiyosong publikasyong Nature noong unang bahagi ng Enero 2023 sa 2 magkaibang papel (isang bagay na halos magpapaangat ng karera para sa sinumang biyologo).

Mga Aplikasyon ng Cas12a2

Ang dahilan sa likod ng kasabikan ng mga reviewer ng Nature ay medyo simple. Ang mekanismong cas12a2 ay nagpapahintulot sa paglikha ng isang kasangkapan upang “programmatically patayin ang mga selula.”

Ang unang aplikasyon ay maaaring maging mas epektibong pag‑edit gamit ang ibang pamamaraan ng CRISPR. Ang pagsasama ng Cas12a2 sa iba pang CRISPR‑Cas na sistema ay maaaring magpataas ng kahusayan ng pag‑edit ng gene ng CRISPR sa pamamagitan ng counterselection.

Maaari rin itong maging napakaepektibo sa pagtuklas ng viral RNA. Kaya, ang ikalawang aplikasyon ay maaaring gawing isang halos perpektong pagsusuri ang Cas12a2 upang matuklasan ang mga virus. Ipinapakita na ng nailathalang papel ang patunay ng konsepto ng ideyang ito.

Ang mga pagsusuri na batay sa Cas12a2 ay pagsasamahin ang napakataas na sensitivity ng PCR test sa kadalian at murang presyo ng home test. Lahat ito nang hindi nangangailangan ng komplikadong kagamitan.

Ang pinakamagandang bahagi ay maaari itong i‑tune upang matuklasan halos anumang RNA virus, isang pamilya na kinabibilangan ng mga virus tulad ng COVID‑19, Trangkaso, Ebola, at Zika, pati na rin anumang mutasyon na makakalusot sa unang hanay ng mga pagsusuri.

Ang lahat ng kakailanganin para magdisenyo ng bagong pagsusuri ay ang malaman ang genome ng virus at magdisenyo ng mga pasadyang crRNA sequence. Isang bagay na maaaring magawa sa loob lamang ng ilang linggo, tulad ng ipinakita ng pandemya.

Kaya, sa kasalukuyang antas ng pag‑unawa sa Cas12a2, ang pagsusuri ay tila isang tuwirang aplikasyon.

Ang ikatlong posibleng aplikasyon ay maaaring gamitin ang CRISPR‑Cas12a2 sa paggamot ng kanser. Isang teoretikal na halimbawa ay i‑program ang Cas12a2 upang tumugon sa mga genetic sequence na tiyak lamang sa selula ng kanser, na magpapatupad ng “suicide” sa selula ng kanser. Gayunpaman, maaaring mas huli pa ang aplikasyon na ito kumpara sa iba dahil sa komplikadong genetika ng mga selula ng kanser.

Pangunahing Pagsusuri sa Pamumuhunan

Ang teknolohiyang CRISPR ay nasa maagang yugto pa lamang, na may ganap na mga bagong mekanismo na kailangang tuklasin. Inabot ng mga mananaliksik na nagtrabaho sa Cas12a2 ng 7 taon upang makakuha ng sapat na resulta upang maunawaan ito. Ang CRISPR‑Cas12a2 ay kamakailan lamang nailathala at malayo pa sa komersyalisasyon. Hindi ako magugulat kung ang iba pang variant ng mga CRISPR‑Cas system ay nakatago pa sa paunang resulta ng iba pang mga pangkat ng pananaliksik sa buong mundo.

Ang Cas12a2 ay magiging isang larangan na dapat pag‑aralan nang mabuti sa konteksto ng teknolohiyang pagsusuri, na maaaring magbanta sa antigen testing at PCR testing sa mahabang panahon.

Maaari rin itong pagsamahin sa iba pang teknik ng CRISPR upang gawing mas epektibo ang mga ito o lutasin ang mga teknikal na balakid. Sa pangkalahatan, ang Cas12a2 ay tila isang magandang dahilan upang maging mas optimistiko tungkol sa teknolohiyang CRISPR sa pangkalahatan at ang potensyal nito na baguhin ang medisina. Kabilang na dito ang pagsusuri, isang bagay na hindi inisip ng sinuman hanggang Enero 2023.

Ang Editas Medicine (EDIT ) (EDIT) ay isa sa mga kumpanya na kasalukuyang nagtatrabaho sa teknolohiyang ito.