Nový mechanismus umlčování genů bez zásahu do DNA
11.8.2025 | Jan Šnábl
Litevští vědci z Life Sciences Centre (LSC) na Vilniuské univerzitě přišli s převratným objevem: našli způsob, jak buňky dokáží umlčet konkrétní geny bez potřeby zásahu do DNA. Výzkum byl publikován v prestižním časopisu Nature Communications.
Na rozdíl od běžně využívaného systému CRISPR-Cas9, který funguje jako molekulární „nůžky“ a DNA doslova stříhá, tento nově popsaný systém zvaný CRISPR typu IV-A působí mnohem jemněji. Místo přestřihnutí DNA využívá speciální komplex řízený RNA, který najde cílový gen a „umlčí“ ho pomocí enzymu DinG, ten se podél DNA posouvá a tlumí její aktivitu.
Klíčovou roli hrají i dvě bílkoviny, Cas8 a Cas5, které rozpoznají krátkou sekvenci vedle cílového úseku DNA. Po jejím nalezení začne komplex rozevírat DNA a hledat přesný bod pro zásah.
Dalším důležitým prvkem jsou takzvané R-smyčky – otevřené struktury DNA, do nichž se naváže RNA a tím systému signalizuje, že našel správné místo pro „umlčení“ genu. Bez těchto smyček by systém nevěděl, kdy má začít působit.
„To, že náš systém dokáže projít DNA a zasáhnout cílové geny bez nutnosti je řezat, je opravdu fascinující. Otevírá to nové možnosti pro budoucí využití v genetice a biotechnologiích,“ říká profesor Pausch, jenž studii vedl. Jejich objev nabízí možnost bezpečnější genetické manipulace, protože nedochází k přerušení DNA, což snižuje riziko nechtěných mutací. Může tak přispět k vývoji nových léčebných metod nebo preciznějších nástrojů pro genetický výzkum.
Obr.: Konečný model mechanismu typu IV-A: Krok 1 ukazuje tvorbu „efektorového“ komplexu, který se skládá z vodicí RNA a proteinů typu IV-A. Komplex RNA a proteinu se váže na krátký motiv vedle cílového místa DNA (PAM). V kroku 2 se vytvoří smyčka R, která signalizuje nalezení cílového místa. Krok 3 ukazuje vazbu DinG (růžová struktura připomínající bublinu). V kroku 4 se DinG pohybuje podél DNA, aby umlčel gen, a případně opakuje proces pro další umlčení (krok 5).
Zdroje: