Cas9

Cas9 (protein berkaitan CRISPR 9, dahulunya dipanggil Cas5, Csn1, atau Csx12) merupakan sejenis protein bersaiz 160 kilodalton yang memainkan peranan penting dalam pertahanan imunologi bakteria tertentu melawan virus DNA dan plasmid, dan protein ini banyak digunakan dalam aplikasi kejuruteraan genetik. Fungsi utamanya adalah untuk memotong DNA dan dengan itu mengubah genom sel. Teknik penyuntingan genom CRISPR-Cas9 merupakan salah satu penyumbang terpenting sewaktu Anugerah Hadiah Nobel dalam Kimia pada tahun 2020 yang dianugerahkan kepada Emmanuelle Charpentier dan Jennifer Doudna.

Dari segi teknikal, Cas9 ialah enzim endonuklease DNA berpandukan dwi-RNA yang dikaitkan dengan sistem imun adaptif CRISPR pada Streptococcus pyogenes. S. pyogenes menggunakan CRISPR untuk menghafal dan Cas9 untuk kemudian menyiasat dan membelah DNA-DNA asing seperti serangan ke atas DNA bakteriofaj atau DNA plasmid. Cas9 melakukan siasatan tersebut dengan merungkai DNA asing dan memeriksa tapak yang berpadanan 20 kawasan peruang nukleotida pada RNA panduan (gRNA). Jika substrat DNA adalah berpadanan dengan RNA panduan, Cas9 memotong DNA yang menyerang. Dalam pengertian ini, mekanisme CRISPR-Cas9 mempunyai beberapa persamaan dengan mekanisme gangguan RNA (RNAi) pada haiwan eukariot.

Selain daripada fungsi asalnya dalam sistem keimunan bakteria, protein Cas9 telah banyak digunakan sebagai alat kejuruteraan genom untuk mendorong pemecahan dwibebenang terarah tapak pada DNA. Pemecahan ini boleh menyebabkan penyahaktifan gen atau pengenalan gen heterolog dengan masing-masing melalui penyambungan hujung bukan homolog dan rekombinasi homolog yang berlaku pada banyak organisma model makmal. Penyelidikan mengenai pembangunan pelbagai varian cas9 telah menjadi cara yang menjanjikan untuk mengatasi had penyuntingan genom CRISPR-Cas9. Antara beberapa contoh terlibat termasuklah nikase Cas9 (Cas9n), varian yang mendorong pemecahan bebenang tunggal (SSB) atau varian yang mengiktiraf jujukan PAM yang berbeza. Di samping nuklease jari zink dan protein nuklease efektor seakan pengaktif transkripsi (TALEN), Cas9 menjadi alat yang menonjol dalam bidang penyuntingan genom.

Cas9 telah mendapat daya tarikan dalam beberapa tahun kebelakangan ini kerana ia boleh membelah hampir mana-mana jujukan yang berpadanan dengan RNA panduan.Jinek M, Chylinski K, Fonfara I, Hauer M, Doudna JA, Charpentier E (August 2012). "A programmable dual-RNA-guided DNA endonuclease in adaptive bacterial immunity". Science. 337 (6096): 816–21. Bibcode:2012Sci...337..816J. doi:10.1126/science.1225829. PMC 6286148. PMID 22745249. Oleh kerana kekhususan sasaran Cas9 berpunca daripada nisbah RNA panduan terhadap DNA yang saling melengkapi dan bukan pengubahsuaian kepada protein itu sendiri (seperti TALEN dan jejari zink), kejuruteraan Cas9 untuk menyasar DNA baharu adalah secara langsung. Versi Cas9 yang mengikat tetapi tidak membelah DNA serumpun boleh digunakan untuk mencari pengaktif atau penahan transkripsi terhadap jujukan DNA tertentu untuk mengawal pengaktifan dan penahanan transkrip. Cas9 asli memerlukan RNA panduan yang terdiri daripada dua RNA berbeza yang berkaitan, iaitu RNA CRISPR (crRNA) dan crRNA transaktif (tracrRNA).Deltcheva E, Chylinski K, Sharma CM, Gonzales K, Chao Y, Pirzada ZA, Eckert MR, Vogel J, Charpentier E (March 2011). "CRISPR RNA maturation by trans-encoded small RNA and host factor RNase III". Nature. 471 (7340): 602–607. Bibcode:2011Natur.471..602D. doi:10.1038/nature09886. PMC 3070239. PMID 21455174. Penyasaran Cas9 telah dipermudahkan melalui kejuruteraan RNA panduan tunggal kimera (chiRNA). Para saintis telah mencadangkan bahawa pemacu gen berasaskan Cas9 mungkin mampu menyunting genom seluruh populasi organisma. Pada tahun 2015, Cas9 digunakan untuk mengubah suai genom embrio manusia buat kali pertama.

 Rujukan 

 Bacaan lanjut 




 Pautan luar 



Kategori:Sistem imun
Kategori:Kejuruteraan genetik
Kategori:Enzim