Çin Biologiya İnstitutundan Prof. Wang Yanlının rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu Cas9d fermentinin strukturunu və mexanizmini araşdıraraq genom redaktəsi üçün perspektivli vasitə kimi təqdim edib. Bu araşdırma 11 avqust 2025-ci ildə "Nature Communications" jurnalında dərc olunub.

Cas9 Fermenti və Genom Redaktəsi

Cas9, CRISPR-Cas sistemlərinin əsas zülalıdır və genom redaktəsi sahəsində geniş istifadə olunur. Streptococcus pyogenes Cas9 (SpCas9) yüksək effektivliyi ilə tanınır, lakin böyük molekulyar çəkisi adeno-assosiasiya olunmuş virus (AAV) vektorları vasitəsilə daşınmasını çətinləşdirir. Bu səbəbdən, daha kiçik molekulyar ölçüyə malik, lakin oxşar effektivlik göstərən Cas9 variantlarının tapılması vacibdir.

NsCas9d: Kiçik, Lakin Güclü

Araşdırmada Nitrospirae bakteriyasından əldə edilən Type II-D Cas9 (NsCas9d) fermenti üzərində fokuslanılıb. NsCas9d yalnız 762 amin turşusundan ibarətdir. Metagenomik məlumatlar əsasında NsCas9d ilə əlaqəli CRISPR təkrarlamaları və boşluqlar müəyyən edilib və uyğun sgRNA dizayn olunub.

Laboratoriya şəraitində aparılan testlər göstərib ki, NsCas9d ən azı 20 nukleotidlik uyğunluq tələb edir və SpCas9 ilə müqayisə edilə bilən effektivliklə DNA parçalanmasını həyata keçirir. NsCas9d 5′-NRG-3′ PAM ardıcıllığını tanıyır, ən yüksək effektivlik isə 5′-NGG-3′ PAM-da müşahidə olunub.

Struktur Tədqiqatlar və Mexanizmlər

Tədqiqatçılar NsCas9d-sgRNA-dsDNA üçlü kompleksinin kriogen elektron mikroskopiyası (cryo-EM) vasitəsilə strukturunu 2.86 Å çözünürlükdə müəyyən ediblər. Bu, Type II-D Cas9 fermentinin tam HNH və RuvC domen strukturu ilə bağlı ilk hesabatdır.

Struktur modeldə dsDNA PAM ardıcıllığı pozitiv yükə malik PI və WED domenləri tərəfindən formalaşan bağlama kanalında yerləşdirilib. NsCas9d parçalanma məhsulu olaraq 3 nukleotidlik 5′ yapışqan uclar yaradır. Bu xüsusiyyət, DNA təmir prosesləri zamanı daha yüksək effektivlik və proqnozlaşdırıla bilən nəticələr təmin edə bilər.

Əhəmiyyət və Tətbiqlər

Bu araşdırma yalnız Cas9 fermentinin evolyusiyasını və molekulyar mexanizmlərini dərinləşdirmək üçün deyil, həm də NsCas9d-nin genom redaktəsi tətbiqləri üçün kompakt və effektiv vasitə kimi potensialını vurğulamaq üçün əhəmiyyətlidir.

Əlavə Məlumat

Araşdırmaya dair ətraflı məlumat "Nature Communications" jurnalında dərc olunub. DOI: 10.1038/s41467-025-62128-8.