Orientación al ARN programable con el efector CRISPR de una sola proteína Cas7-11

Área de la Ciencia:

• Biología molecular
• La genética
• Biotecnología

Sus antecedentes:

• La interferencia CRISPR-Cas se basa en las nucleasas Cas, que se encuentran en sistemas de subunidades múltiples (clase 1) o de una sola proteína (clase 2).
• Comprender la diversidad y la evolución de los efectores CRISPR-Cas es crucial para el desarrollo de nuevas herramientas biotecnológicas.

Objetivo del estudio:

• Caracterizar el efector Cas7-11 del sistema CRISPR-Cas de la clase 1.
• Evaluar su potencial como herramienta de orientación de ARN programable para la edición y eliminación de genes.
• Evaluar su seguridad y eficacia en comparación con las tecnologías de orientación de ARN existentes.

Principales métodos:

• Expresión y purificación de Desulfonema ishimotonii Cas7-11 (DiCas7-11) en E. coli.
• Caracterización in vitro de la actividad de interferencia del ARN de DiCas7-11, incluido el procesamiento del ARNcr previo y la escisión del ARN objetivo.
• DiCas7-11 de ingeniería para aplicaciones de eliminación y edición de ARN en células de mamíferos.
• Evaluación de la viabilidad celular y toxicidad de DiCas7-11 en comparación con el shRNA y el Cas13.

Principales resultados:

• DiCas7-11 funciona como un efector de una sola proteína dentro de un sistema CRISPR-Cas de Clase 1, derivado de una fusión de los dominios Cas11 y Cas7.
• DiCas7-11 exhibe una potente interferencia de ARN contra los ARNm y los bacteriófagos, procesando específicamente el ARNm pre-cr y el ARNm objetivo.
• DiCas7-11 de ingeniería demostró una eliminación y edición efectivas del ARN en células de mamíferos sin ningún impacto observado en la viabilidad celular.
• Cas7-11 mostró una toxicidad celular significativamente menor en comparación con los ARN de horquilla corta y Cas13.

Conclusiones:

• Cas7-11 representa un intermediario evolutivo, que hace la transición de los efectores de clase 1 de subunidades múltiples a los efectores de clase 2 de una sola proteína.
• Este estudio amplía la diversidad conocida de los sistemas CRISPR-Cas y los mecanismos efectores.
• Cas7-11 es una herramienta de orientación de ARN prometedora, no tóxica y programable para diversas aplicaciones biotecnológicas, incluida la edición de genes y la interferencia de ARN.