23:00 
Во всех сферах жизни иммунная защита препятствует вторжению вирусов, делая невозможным их размножение. Большинство известных систем CRISPR нацелены на вторгающуюся в ДНК патогенов и измельчают ее, чтобы отключить и модифицировать гены, предотвращая инфекции на (клеточном) пути.
Химик из Университета штата Юта Райан Джексон и его студенты изучают две менее известные системы CRISPR (кластеризованные короткие палиндромные повторы с регулярными интервалами), известные как Cas12a2 и Cas12a3. В отличие от более известного CRISPR-Cas9, который использует направляющую РНК для обнаружения определенной последовательности ДНК, Cas12a2 и Cas12a3 напрямую нацелены на РНК.
Мы уделяем большое внимание фундаментальным исследованиям, направленным на понимание структуры и функций систем CRISPR, которые мы изучаем, и помогаем исследователям по всему миру преодолевать узкие места, которые позволяют им искать терапевтические применения».
Джексон, Р. Гаурт Хансен, научный сотрудник Профессор кафедры химии и биохимии УрГУ
Вместе с докторантом Кадином Кросби и магистранткой Бамиделе Филани Джексон вместе с коллегами из Европы сообщает о новых результатах о CRISPR-Cas12a3 в выпуске журнала Nature от 7 января 2026 года. Эти открытия могут привести к созданию более эффективных и точных диагностических инструментов для быстрого выявления инфекций COVID, гриппа и RSV, как индивидуально, так и РСВ. в сочетании, с одним тестом, у одного пациента.
Джексон и его команда узнают больше об отличительных характеристиках Cas12a2 и Cas12a3.
«Вместо того, чтобы делать один разрыв в связанной мишени, как это делает Cas9 с ДНК, связывание РНК с мишенью с помощью Cas12a2 и Cas12a3 меняет форму белка таким образом, что активирует их, чтобы разрезать другую мишень нуклеиновой кислоты снова и снова», — говорит он. Активированный Cas12a2 без разбора расщепляет ДНК, уничтожая всю вирусную ДНК, но одновременно убивая и клетку-хозяина. Напротив, расщепление Cas12a3 переносит рибонуклеиновые кислоты, известные как тРНК, останавливая выработку вирусного белка, сохраняя при этом ДНК клеток-хозяев».
Эта последняя способность позволяет Cas12a3 нацеливаться на тРНК — это очень точный способ. Джексон и его команда пытаются использовать эту способность для обнаружения и нацеливания на конкретные патогены.
«ТРНК — это стержень синтеза белка», — говорит Джексон. «Она функционирует как устройство трансляции, которое может читать. кодировать на РНК и действовать как молекулярный мост, соединяющий этот код с правильной аминокислотой, чтобы обеспечить производство белка».
Cas12a3 обладает способностью отключать способность трансляции тРНК.
«Cas12a3 может остановить производство белка, отсекая определенную область тРНК, называемую «хвостом», которая содержит аминокислоту», - говорит он. «Это очень мощный и точный способ предотвратить репликацию патогена, включая вирус, в клетка, не повреждая ДНК клетки».
Джексон говорит, что способность Cas12a3 расщеплять хвосты тРНК является недавно обнаруженным иммунным ответом CRISPR.
«Мы думаем, что способность остановить вторжение патогена, оставив при этом ДНК неизмененной, может стать терапевтическим прорывом», - говорит он. «Изучая эти системы, мы также обнаруживаем огромное функциональное разнообразие в этих бактериальных защитных механизмах».
Джексон добавляет Кросби и Филани сыграли ключевую роль в открытии и определении конкретных функций Cas12a3, а также в определении его способности выступать в качестве диагностического инструмента.
В исследовании участвовали Чейз Байзель из немецкого Института исследований инфекций на основе РНК имени Гельмгольца в Вюрцбурге и Дирк Хайнц из Центра исследований инфекций им. Гельмгольца в Брауншвейге, а также исследователи из Ягеллонского университета в Польше. Страсбурга во Франции, Университета Свободы в Германии, Института Роберта Коха в Германии, Университета ветеринарной медицины Австрии и Института науки и технологий Австрии.
Исследования Джексона и его студентов поддерживаются семьей Р. Гаурта Хансена и Национальными институтами здравоохранения.
