Cas9

Cas9 adalah endonuklease DNA yang dipandu RNA yang terkait dengan sistem kekebalan adaptif CRISPR tipe II di Streptococcus pyogenes, antara bakteri lainnya. S. pyogenes menggunakan Cas9 untuk menginterogasi dan membelah DNA asing, seperti DNA bakteriofag yang menyerang atau DNA plasmid. Cas9 melakukan interogasi ini dengan melepaskan lilitan DNA asing dan memeriksa apakah DNA itu komplementer terhadap wilayah spacer yang terdiri dari 20 pasang basa dari RNA panduan. Jika substrat DNA komplementer dengan RNA panduan, Cas9 membelah DNA yang menyerang. Dalam hal ini, mekanisme CRISPR-Cas9 memiliki sejumlah paralel dengan mekanisme interferensi RNA di eukariota. Cas9 native membantu dalam ketiga langkah CRISPR: ia berpartisipasi dalam adaptasi, berpartisipasi dalam pengolahan crRNA dan memotong DNA target dibantu oleh crRNA dan RNA tambahan yang disebut tracrRNA. Cas9 native membutuhkan RNA panduan yang terdiri dari dua RNA yang berbeda yang berasosiasi untuk membuat panduan – CRISPR RNA (crRNA), dan trans-activating RNA (tracrRNA), Protein Cas9 telah banyak dimanfaatkan sebagai alat rekayasa genom untuk menginduksi patahan yang diarahkan pada situs tertentu di untai ganda DNA. Patahan ini dapat menyebabkan inaktivasi gen atau pengenalan gen heterolog melalui ujung non-homolog yang bergabung dan rekombinasi homolog secara berurutan di banyak organisme model laboratorium. Di samping nuklease jemari zink dan protein nuklease efektor serupa aktivator transkripsi, Cas9 menjadi alat yang menonjol dalam bidang penyuntingan genom. Cas9 telah memperoleh traksi dalam beberapa tahun terakhir karena dapat membelah hampir setiap urutan yang komplementer terhadap RNA panduan. Karena kekhususan target Cas9 berasal dari komplementaritas RNA panduan:DNA dan bukan modifikasi terhadap protein itu sendiri, merekayasa Cas9 untuk menargetkan DNA baru sangat mudah. Versi Cas9 yang mengikat namun tidak memotong DNA dapat digunakan untuk melokalisasi aktivator atau represor transkripsi ke urutan DNA spesifik untuk mengontrol aktivasi dan represi transkripsi. Penargetan dengan Cas9 telah disederhanakan melalui rekayasa dari RNA panduan tunggal chimeric. Para ilmuwan telah menyarankan bahwa gene drive berbasis Cas9 mungkin mampu mengedit genom dari seluruh populasi organisme. Pada 2015, ilmuwan menggunakan Cas9 untuk memodifikasi genom embrio manusia untuk pertama kalinya.