科學家已經邁出了重要的一步，了解CRISPR系統的工作原理，尤其是那些被稱為IV型系統的系統，其作用與大多數其他系統的作用不同。這些系統使用獨特的方法來管理遺傳物質而不切割遺傳物質。由Patrick Pausch教授，Lina Malinauskaite博士，Rafael Pinilla-Redondo博士和Lennart Randau教授領導的一組研究人員，包括Vilnius大學，Philipps-UniversitätMarburg和哥倫哈根大學的研究人員，使用了高級圖像方法，可以發現有關這些系統的新詳細信息。他們的發現發表在《自然通訊》雜誌上。
與其他期望DNA禁用它的CRISPR系統不同，IV型系統通過停止將遺傳材料轉化為RNA分子的過程來工作，這是在細胞中創建蛋白質所需的步驟。這種干預措施在控制遺傳競爭和基因調節方面特別有用。科學家專注於學習這些系統如何識別DNA目標並帶來一種稱為丁赫利卡的專業蛋白質，該蛋白會發出DNA鏈以使其可用於進一步的過程以執行其任務。
在談到這項工作時，Malinauskaitė博士說：“我們的發現揭示了IV-A CRISPR機制後的詳細過程，並展示了它們如何以獨特的方式工作。這種理解可以幫助我們開發工具來修改遺傳材料並以新的方式調整基因。”
研究人員使用了低溫電子的顯微鏡，這種方法可在低溫下升高樣品以捕獲其高分辨率結構，以設計兩種不同版本的IV-A型系統的結構。一個版本來自一種名為Pseudomonas oleovorans的細菌，而另一個則來自克雷伯氏菌肺炎。發現該系統具有蝦形，蛋白質成分形成脊柱，該脊柱容納gudge RNA，該脊柱將系統引導到特定的DNA目標，並連接到靶DNA。稱為CAS8和CAS5的特定蛋白質在提供正確的DNA序列中提供系統阻塞方面起著關鍵作用。這些蛋白質的差異表明每個版本的工作原理略有不同，從而使它們適應了不同的需求。
另一個關鍵發現是系統如何募集丁字酶，即有助於它們干擾遺傳過程的蛋白質。一個系統使用狹窄的相互作用區域，一個小區域，蛋白質結合併連接該蛋白質，而另一個具有較寬的鍵，其中包含多種蛋白質。這些變化表明，系統已經發展為應對DNA給藥的各種挑戰。
研究人員還強調了這些系統與將RNA和DNA結合的其他系統之間的相似性和差異。雖然某些過程看起來很受歡迎，但這些系統使用解旋酶丁字的方式。這種變化反映了CRISPR系統隨著時間的推移的靈活性和適用性，表明它們在遺傳物質的治療中的進化成功。
專家認為，這項研究除了了解遺傳學外，還具有實際應用。 Pausch教授指出：“ IV型系統的緊湊設計使其非常適合創建新工具來修改基因組，尤其是在空間有限的情況下，例如基於病毒的分佈系統。”
在研究結束時，科學家們對這些系統的工作原理提供了更清晰的了解，從而為未來的應用提供了潛力。 IV型系統的獨特模型和機制可用於開髮用於醫療和農業目的的高級工具。這些發現有望構成基因組編輯技術的未來，並為從事基因工程的研究人員提供了新的方向。
日記
ČepaitėR。 ，Klein N.，MikšysA.等。 “ IV-A1和IV-A3 CRISPR中介干預類型的結構變化。”自然通訊（2024）。 doi：
關於
帕特里克·普拉施（Patrick Plausch）教授 他是基因組編輯技術的著名研究人員，領導了關於CRISPR系統的初步研究。根據維爾紐斯大學，他的專業知識在於遺傳調節的分子機制破譯，旨在開髮用於基因工程的先進工具。
Lina Malinauskaite博士 這是一位分子生物學家，其工作著重於理解DNA-蛋白質相互作用。它的研究為CRISPR系統的創新做出了重大貢獻，重點是結構生物學，以釋放其在醫療和農業應用中的潛力。
Rafael Pinilla-Redondo博士 它是一位專門從事細菌免疫系統及其在生物技術中的應用的傑出微生物學家。它與哥本哈根大學有關，探討了CRISPR系統的多樣性和演變，以應對緊迫的科學挑戰。
Lennart Randau教授 他是一位分子科學家，以RNA生物學和微生物保護系統的工作而聞名。它位於Philipps-UniversitätMarburg，並大大提高了我們對微生物中CRISPR自適應機制的理解，對未來的生物技術創新產生了影響。
