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I ricercatori catturano ad alta definizione, immagini 3D degli enzimi gene-modificare

Per la prima volta, gli scienziati hanno catturato le immagini ad alta definizione e tridimensionali di un enzima nel corso precisamente del taglio dei fili del DNA.

Le immagini--catturato facendo uso di una tecnica ha chiamato la microscopia elettronica criogenica, o il cryo-EM--riveli le nuove informazioni su come uno strumento gene-modificante ha chiamato gli impianti CRISPR-Cas9, che possono aiutare i ricercatori a sviluppare le versioni che funzioni più efficientemente ed alterare precisamente i geni mirati a.

I risultati--pubblicato oggi nella biologia strutturale e molecolare della natura--tenga la promessa per il trattamento e la prevenzione futuri di un intervallo delle malattie umane causate dalle mutazioni del DNA, da cancro a fibrosi cistica ed alla malattia di Huntington.

“È emozionante potere da vedere ad un così ad alto livello del dettaglio come Cas9 realmente funziona per tagliare e modificare i fili del DNA,„ ha detto il ricercatore Sriram Subramaniam di UBC, che piombo gli studi cryo-EM. “Queste immagini ci forniscono informazioni inestimabili per migliorare il risparmio di temi del trattamento gene-modificante in moda da poterci eventualmente correggere noi malattia-causare le mutazioni del DNA più rapidamente e precisamente in futuro.„

CRISPR-Cas9 è uno strumento gene-modificante in cui l'enzima Cas9 agisce come un paio delle forbici molecolari, capace dei fili di taglio di DNA. Una volta che l'enzima fa i tagli in DNA ai siti specifici, le inserzioni e le modifiche possono essere fatte, quindi cambiando la sequenza del DNA.

Per capire meglio la serie di eventi in questione nel trattamento, Subramaniam ed i colleghi hanno usato la tecnologia cryo-EM all'immagine l'enzima Cas9 sul lavoro. Le immagini forniscono le occhiate senza precedenti dei moti molecolari graduali che si presentano nel corso del taglio del DNA da Cas9, compreso un'istantanea del DNA del taglio ancora fissato all'enzima immediatamente prima della versione.

Una delle transenne principali che impediscono lo sviluppo degli strumenti meglio gene-modificare facendo uso di Cas9 è che non abbiamo avuti alcune immagini realmente che taglia il DNA. Ma ora abbiamo una maschera molto più chiara ed anche vediamo come i domini principali dell'enzima si muovono durante la reazione e questo può essere un obiettivo importante per modifica.„

Miljan Simonovic, università dell'Illinois, l'autore co-senior dello studio

Il laboratorio di Subramaniam era il primo per raggiungere la rappresentazione atomica di risoluzione delle proteine e delle molecole legate alle proteine della droga facendo uso del cryo-EM. Durante gli ultimi anni, hanno aperto la strada all'uso del cryo-EM visualizzare varie proteine compreso gli enzimi, i ricevitori del cervello ed i complessi metabolici della DNA-proteina.

Lo studio è stato supportato dai fondi dall'istituto nazionale contro il cancro degli Stati Uniti, gli istituti nazionali delle concessioni di salubrità, il centro di UIC per le scienze cliniche e di traduzione e da una posizione della presidenza della ricerca di eccellenza del Canada ricevuta a Subramaniam.

Come la presidenza della ricerca di eccellenza del Canada nella progettazione della droga di Cancro di precisione, Subramaniam dirige determinare puntato su laboratorio le scoperte trasformarici nel cancro, nella neuroscienza e nella malattia infettiva. Xing Zhu, autore dello studio il primo come pure co-author Sagar Chittori è membri del laboratorio di Subramaniam a UBC.

Source:
Journal reference:

Zhu, X. et al. (2019) Cryo-EM structures reveal coordinated domain motions that govern DNA cleavage by Cas9. Nature Structural and Molecular Biology. doi.org/10.1038/s41594-019-0258-2.