Craspase: एक नयाँ सुरक्षित "CRISPR - Cas प्रणाली" जसले जीन र प्रोटिन दुवै सम्पादन गर्दछ  

ब्याक्टेरिया र भाइरसहरूमा "CRISPR-Cas प्रणालीहरू" ले आक्रमण गर्ने भाइरल अनुक्रमहरू पहिचान र नष्ट गर्दछ। यो भाइरल संक्रमण विरुद्ध सुरक्षाको लागि ब्याक्टेरिया र पुरातात्विक प्रतिरक्षा प्रणाली हो। 2012 मा, CRISPR-Cas प्रणाली को रूपमा मान्यता दिइएको थियो जीनोम सम्पादन उपकरण। त्यसबेलादेखि, CRISPR-Cas प्रणालीहरूको विस्तृत दायरा विकसित गरिएको छ र यसले जीन थेरापी, निदान, अनुसन्धान र बाली सुधार जस्ता क्षेत्रमा अनुप्रयोगहरू फेला पारेको छ। यद्यपि, वर्तमानमा उपलब्ध CRISPR-Cas प्रणालीहरूको सीमित नैदानिक ​​​​प्रयोग अफ-लक्ष्य सम्पादन, अप्रत्याशित DNA उत्परिवर्तन र वंशानुगत समस्याहरूको कारणले गर्दा सीमित छ। अन्वेषकहरूले भर्खरै एउटा उपन्यास CRISPR-Cas प्रणाली रिपोर्ट गरेका छन् जसले mRNA लाई लक्षित र नष्ट गर्न सक्छ प्रोटीन फरक-लक्ष्य प्रभाव र वंशानुगत समस्याहरू बिना अधिक सटीक रूपमा विभिन्न आनुवंशिक रोगहरूसँग सम्बन्धित। Craspase नाम दिइएको, यो देखाउने पहिलो CRISPR-Cas प्रणाली हो प्रोटिन सम्पादन कार्य। यो आरएनए र दुवै सम्पादन गर्न सक्ने पहिलो प्रणाली पनि हो प्रोटिन। किनभने क्र्यास्पेसले अवस्थित CRISPR-Cas प्रणालीहरूको धेरै सीमितताहरू पार गर्दछ, यसले जीन थेरापी, निदान र अनुगमन, बायोमेडिकल अनुसन्धान, र बाली सुधारमा क्रान्तिकारी परिवर्तन गर्ने सम्भावना छ। 

"CRISPR-Cas प्रणाली" भाइरल संक्रमणहरू विरुद्ध ब्याक्टेरिया र आर्कियाको प्राकृतिक प्रतिरक्षा प्रणाली हो जसले सुरक्षाको लागि भाइरल जीनमा भएका अनुक्रमहरूलाई पहिचान, बाँध्छ र घटाउँछ। यसमा दुई भागहरू हुन्छन् - ब्याक्टेरियल आरएनए पहिलो संक्रमण पछि ब्याक्टेरियाको जीनोममा समावेश भाइरल जीनबाट ट्रान्सक्रिप्ट गरिएको (CRISPR भनिन्छ, यसले आक्रमण गर्ने भाइरल जीनहरूको लक्षित अनुक्रमहरू पहिचान गर्दछ) र सम्बन्धित विनाशक। प्रोटिन भनिन्छ "CRISPR सम्बन्धित प्रोटिन (Cas)" जसले ब्याक्टेरियालाई भाइरसहरू विरुद्ध जोगाउन भाइरल जीनमा पहिचान गरिएका अनुक्रमहरूलाई बाँध्छ र घटाउँछ।  

क्रिसपर "क्लस्टर गरिएको नियमित रूपमा अन्तरस्पेस छोटो पालिन्ड्रोमिक पुनरावृत्ति" को लागि खडा छ। यो ब्याक्टेरियल आरएनए ट्रान्सक्राइब गरिएको हो जुन पालिन्ड्रोमिक दोहोरिने द्वारा विशेषता हो।  

Palindromic दोहोरिने (CRISPRs) को अनुक्रम मा पहिलो पटक पत्ता लगाइयो ई कोलाई 1987 मा। 1995 मा, फ्रान्सिस्को मोजिकाले आर्कियामा समान संरचनाहरू अवलोकन गरे, र यो उहाँ नै हुनुहुन्थ्यो जसले यसलाई ब्याक्टेरिया र आर्कियाको प्रतिरक्षा प्रणालीको भागको रूपमा सोच्नुभयो। 2008 मा, यो पहिलो पटक प्रयोगात्मक रूपमा प्रदर्शन गरिएको थियो कि ब्याक्टेरिया र आर्कियाको प्रतिरक्षा प्रणालीको लक्ष्य एमआरएनए होइन विदेशी डीएनए थियो। पहिचान र ह्रास भाइरल अनुक्रम को संयन्त्रले सुझाव दियो कि त्यस्ता प्रणालीहरूलाई उपकरणको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। जीनोम सम्पादन। 2012 मा एक जीनोम सम्पादन उपकरणको रूपमा मान्यता प्राप्त भएदेखि, CRISPR-Cas प्रणालीले दृढतापूर्वक स्थापित मानकको रूपमा धेरै लामो यात्रा गरेको छ। जीन सम्पादन प्रणाली र बायोमेडिसिन, कृषि, औषधि उद्योगहरूमा क्लिनिकल जीन थेरापी सहित अनुप्रयोगहरूको विस्तृत श्रृंखला फेला पारेको छ।^1,2.  

एक विस्तृत दायरा CRISPR-Cas प्रणालीहरू पहिले नै पहिचान गरिएका छन् र अनुसन्धान, औषधि जाँच, निदान र उपचारका लागि DNA/RNA अनुक्रमहरू अनुगमन र सम्पादन गर्नका लागि उपलब्ध छन्। हालको CRISPR/Cas प्रणालीहरूलाई २ कक्षा (कक्षा १ र २) र ६ प्रकार (टाइप १ देखि ११) मा विभाजन गरिएको छ। कक्षा १ प्रणालीमा धेरै क्यासहरू छन् प्रोटीन जसलाई आफ्नो लक्ष्यमा बाँध्न र कार्य गर्नका लागि कार्यात्मक जटिल बनाउन आवश्यक छ। अर्कोतर्फ, कक्षा २ प्रणालीमा एउटा मात्र ठूलो क्यास छ प्रोटिन बाइन्डिङ र डिग्रेडिङ लक्ष्य अनुक्रमहरूको लागि जसले कक्षा 2 प्रणालीहरूलाई प्रयोग गर्न सजिलो बनाउँछ। सामान्यतया प्रयोग हुने कक्षा २ प्रणालीहरू Cas 2 प्रकार II, Cas9 Type VI, र Cas13 Type V हुन्। यी प्रणालीहरूमा अवांछित संपार्श्विक प्रभावहरू हुन सक्छन् अर्थात्, अफ-लक्ष्य प्रभाव र साइटोटोक्सिसिटी।^3,5.  

जीन थेरापीहरू वर्तमान CRISPR- Cas प्रणालीहरूमा आधारित क्लिनिकल प्रयोग सीमित छ किनभने बन्द-लक्ष्य सम्पादनको बारम्बार घटनाहरू, अप्रत्याशित DNA उत्परिवर्तनहरू, ठूला DNA टुक्राहरू मेटाउनेहरू र ठूला DNA संरचनात्मक भेरियन्टहरू दुबै अन-लक्ष्य र अफ-लक्ष्य साइटहरूमा जसले सेल मृत्यु निम्त्याउँछ। र अन्य वंशानुगत समस्याहरू।  

क्र्यास्पेस (वा CRISPR-निर्देशित क्यास्पेस)  

अन्वेषकहरूले भर्खरै एउटा उपन्यास CRISPER-Cas प्रणाली रिपोर्ट गरेका छन् जुन क्लास 2 प्रकार III-E Cas7-11 प्रणाली क्यास्पेस-जस्तोसँग सम्बन्धित छ। प्रोटिन त्यसैले नाम दिइएको क्र्यास्पेस वा CRISPR-निर्देशित क्यास्पेस ⁵ (क्यास्पेसहरू सिस्टिन प्रोटीजहरू हुन् जसले सेलुलर संरचनाहरू भत्काउन एपोप्टोसिसमा मुख्य भूमिका खेल्छन्)। यसमा जीन थेरापी र डायग्नोस्टिक्स जस्ता क्षेत्रहरूमा सम्भावित अनुप्रयोगहरू छन्। क्र्यास्पेस RNA-निर्देशित र RNA-लक्षित हो र DNA अनुक्रमहरूमा संलग्न हुदैन। यसले mRNA लाई लक्षित र नष्ट गर्न सक्छ प्रोटीन विभिन्न आनुवंशिक रोगहरु संग सम्बन्धित लक्ष्य प्रभाव बिना अधिक सही। यसरी, एमआरएनए वा प्रोटीन स्तरमा क्लीभेजद्वारा रोगहरूसँग सम्बन्धित जीनहरू हटाउन सम्भव छ। साथै, जब विशिष्ट इन्जाइमसँग जोडिएको हुन्छ, क्र्यास्पेस पनि प्रोटिनको कार्यहरू परिमार्जन गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। जब यसको RNase र protease प्रकार्यहरू हटाइन्छ, Craspase निष्क्रिय हुन्छ (dCraspase)। यसमा कुनै काट्ने कार्य छैन तर आरएनए र प्रोटीन अनुक्रमहरूसँग बाँधिएको छ। त्यसकारण, dCraspase लाई निदान र इमेजिङमा रोग वा भाइरसहरूको निगरानी र निदान गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ।  

Craspase पहिलो CRISPR-Cas प्रणाली हो जसले प्रोटीन सम्पादन कार्य देखाउँछ। यो आरएनए र प्रोटिन दुवै सम्पादन गर्न सक्ने पहिलो प्रणाली पनि हो। यसको जीन सम्पादन प्रकार्य न्यूनतम अफ-लक्ष्य प्रभावहरूमा आउँछ र कुनै वंशानुगत समस्याहरू छैनन्। तसर्थ, हाल उपलब्ध अन्य CRISPR-Cas प्रणालीहरू भन्दा Craspase नैदानिक ​​​​उपयोग र उपचारमा सुरक्षित हुने सम्भावना छ। ^4,5.    

किनभने क्र्यास्पेसले अवस्थित CRISPR-Cas प्रणालीहरूको धेरै सीमितताहरू पार गर्दछ, यसले जीन थेरापी, निदान र अनुगमन, बायोमेडिकल अनुसन्धान, र बाली सुधारमा क्रान्तिकारी परिवर्तन गर्ने सम्भावना छ। क्लिनिकल परीक्षणहरूमा सुरक्षा र प्रभावकारिता प्रमाणित गर्नु अघि कोशिकाहरूमा रोग निम्त्याउने जीनहरूलाई सटीक रूपमा लक्षित गर्न भरपर्दो वितरण प्रणाली विकास गर्न थप अनुसन्धान आवश्यक छ।   

*** 

सन्दर्भ:  

1. Gostimskaya, I. CRISPR-Cas9: A History of Its Discovery and Ethical Considerations of Its Use in Genome Editing। बायोकेमिस्ट्री मस्को ८७, ७७७–७८८ (२०२२)। https://doi.org/10.1134/S0006297922080090  

2. चाओ ली एट अल 2022. CRISPR/Cas Genome सम्पादनका लागि कम्प्युटेशनल उपकरण र स्रोतहरू। जीनोमिक्स, प्रोटियोमिक्स र बायोइन्फर्मेटिक्स। २४ मार्च २०२२ मा अनलाइन उपलब्ध। DOI: https://doi.org/10.1016/j.gpb.2022.02.006 

3. भ्यान बेलजोउ, SPB, Sanders, J., Rodríguez-Molina, A. et al. RNA-लक्ष्यीकरण CRISPR-Cas प्रणालीहरू। Nat Rev Microbiol 21, 21-34 (2023)। https://doi.org/10.1038/s41579-022-00793-y 

4. चुनी हु एट अल 2022. क्र्यास्पेस एक CRISPR RNA-निर्देशित, RNA-सक्रिय प्रोटीज हो। विज्ञान। २५ अगस्ट २०२२। भोल्युम ३७७, अंक ६६१२। पृष्ठ १२७८-१२८५। DOI: https://doi.org/10.1126/science.add5064  

5. Huo, G., Shepherd, J. & Pan, X. Craspase: A उपन्यास CRISPR/Cas डुअल जीन सम्पादक। कार्यात्मक र एकीकृत जीनोमिक्स 23, 98 (2023)। प्रकाशित: 23 मार्च 2023। DOI: https://doi.org/10.1007/s10142-023-01024-0 

***