Baza moleculară pentru editarea sensibilă la metilare de către Cas9

Potrivit nature.com, nucleaza CRISPR-Cas9 (Cas9) de origine bacteriană a devenit un instrument puternic pentru manipularea genomului în diverse organisme. Cu toate acestea, nu a reușit să valorifice pe deplin prezența răspândită a metilării ADN-ului în genomuri. În acest scop, raportăm caracterizări biochimice, structurale și de editare a genomului uman ale unei versiuni sensibile la metilare a Cas9 numită ThermoCas9.

👉 Metilarea ADN-ului afectează activitatea ThermoCas9

ThermoCas9 se leagă eficient și taie ADN-ul în apropierea motivului adiacent protospacer (PAM) 5′-NNNNCGA-3′ sau 5′-NNNNCCA-3′ în condiții de laborator. Totuși, metilarea celei de-a cincea citozine în oricare dintre secvențele PAM (5mCpG sau 5mCpC) inhibă semnificativ activitatea ThermoCas9. Structurile obținute prin cryo-microscopie electronică ale ThermoCas9 în stările pre- și post-tăiere la rezoluții de 2.8 Å și 2.2 Å, respectiv, dezvăluie baza moleculară pentru cerința stringentă a citozinei nemetilate în legarea PAM și oferă indicii pentru ingineria ulterioară a enzimei.

Demonstrăm editarea sensibilă la metilare de către ThermoCas9 în linii celulare umane cu peisaje distincte ale metilării ADN-ului. De asemenea, demonstrăm că o variantă catalitic îmbunătățită a ThermoCas9 țintește eficient genele de semnătură ale expresiei luminale care sunt constant hipometilate la pacienții cu cancer mamar.

👉 ThermoCas9 adaugă precizie în editarea genomului pentru celulele cu hipometilare

Datorită sensibilității sale la metilarea ADN-ului, ThermoCas9 poate viza specific celulele cu hipometilare asociată bolii, adăugând astfel un nou strat de precizie tehnologiilor de editare a genomului.