پچھلے دس سالوں میں، CRISPR پر مبنی جین ایڈیٹنگ ٹیکنالوجی نے تیزی سے ترقی کی ہے، اور اسے انسانی طبی آزمائشوں میں جینیاتی امراض اور کینسر کے علاج کے لیے کامیابی سے لاگو کیا گیا ہے۔ایک ہی وقت میں، دنیا بھر کے سائنس دان موجودہ جین ایڈیٹنگ ٹولز اور فیصلہ کن مسائل کو حل کرنے کے لیے جین ایڈیٹنگ کی صلاحیت کے ساتھ نئے نئے ٹولز کو مسلسل استعمال کر رہے ہیں۔

ستمبر 2021 میں، ژانگ فینگ کی ٹیم نے سائنس جرنل [1] میں ایک مقالہ شائع کیا، اور پتہ چلا کہ ٹرانسپوسٹرز کی ایک وسیع رینج کوڈڈ آر این اے گائیڈڈ نیوکلک ایسڈ انزائمز اور اسے اومیگا سسٹم (بشمول ISCB، ISRB، TNP8) کا نام دیا۔مطالعہ نے یہ بھی پایا کہ اومیگا نظام RNA کے ایک حصے کو کاٹنے والے DNA کی دوہری زنجیر یعنی ωRNA کی رہنمائی کے لیے استعمال کرتا ہے۔زیادہ اہم بات یہ ہے کہ یہ نیوکلک ایسڈ انزائمز بہت چھوٹے ہیں، CAS9 کا صرف 30%، جس کا مطلب ہے کہ ان کے خلیات تک پہنچنے کا امکان زیادہ ہو سکتا ہے۔

12 اکتوبر 2022 کو ژانگ فینگ کی ٹیم نے نیچر جریدے میں شائع کیا جس کا عنوان ہے: ωrna اور ٹارگٹ DNA کے ساتھ کمپلیکس میں Omega Nickase ISRB کا ڈھانچہ [2]۔

اس تحقیق میں ISRB-ωRNA کے منجمد الیکٹران مائکروسکوپ ڈھانچے اور اومیگا سسٹم میں ہدف DNA کمپلیکس کا مزید تجزیہ کیا گیا۔

ISCB CAS9 کا آباؤ اجداد ہے، اور ISRB ISCB کے HNH نیوکلک ایسڈ ڈومین کی کمی کی ایک ہی چیز ہے، لہذا سائز چھوٹا ہے، صرف تقریباً 350 امینو ایسڈ۔ڈی این اے مزید ترقی اور انجینئرنگ کی تبدیلی کی بنیاد بھی فراہم کرتا ہے۔

RNA- گائیڈڈ IsrB OMEGA فیملی کا رکن ہے جسے IS200/IS605 سپر فیملی آف ٹرانسپوزنز کے ذریعے انکوڈ کیا گیا ہے۔فائیلوجنیٹک تجزیہ اور مشترکہ منفرد ڈومینز سے، IsrB ممکنہ طور پر IscB کا پیش خیمہ ہے، جو Cas9 کا آباؤ اجداد ہے۔

مئی 2022 میں، کارنیل یونیورسٹی کی لولی ڈریگن لیبارٹری نے سائنس جریدے [3] میں ایک مقالہ شائع کیا، جس میں IscB-ωRNA کی ساخت اور اس کے DNA کاٹنے کے طریقہ کار کا تجزیہ کیا گیا تھا۔

IscB اور Cas9 کے مقابلے میں، IsrB میں HNH نیوکلیز ڈومین، REC lobe، اور PAM تسلسل سے تعامل کرنے والے زیادہ تر ڈومینز کی کمی ہے، لہذا IsrB Cas9 (صرف تقریباً 350 امینو ایسڈ) سے بہت چھوٹا ہے۔تاہم، IsrB کا چھوٹا سائز نسبتاً بڑے گائیڈ آر این اے (اس کا اومیگا آر این اے تقریباً 300 این ٹی لمبا ہے) سے متوازن ہے۔

ژانگ فینگ کی ٹیم نے نم گرمی والے انیروبک بیکٹیریم ڈیسلفوویرگولا تھرموکونیکولی اور اس کے ωRNA اور ٹارگٹ DNA کے کمپلیکس سے IsrB (DtIsrB) کے کریو الیکٹران مائکروسکوپ ڈھانچے کا تجزیہ کیا۔ساختی تجزیہ سے پتہ چلتا ہے کہ IsrB پروٹین کی مجموعی ساخت Cas9 پروٹین کے ساتھ ریڑھ کی ہڈی کی ساخت کا اشتراک کرتی ہے۔

لیکن فرق یہ ہے کہ Cas9 ہدف کی شناخت میں سہولت کے لیے REC لوب کا استعمال کرتا ہے، جبکہ IsrB اپنے ωRNA پر انحصار کرتا ہے، جس کا ایک حصہ ایک پیچیدہ سہ جہتی ڈھانچہ بناتا ہے جو REC کی طرح کام کرتا ہے۔

RuvC سے ارتقاء کے دوران IsrB اور Cas9 کی ساختی تبدیلیوں کو بہتر طور پر سمجھنے کے لیے، Zhang Feng کی ٹیم نے Thermus thermophilus سے RuvC (TtRuvC)، IsrB، CjCas9 اور SpCas9 کے ہدف DNA بائنڈنگ ڈھانچے کا موازنہ کیا۔

IsrB اور اس کے ωRNA کا ساختی تجزیہ واضح کرتا ہے کہ کس طرح IsrB-ωRNA مشترکہ طور پر ٹارگٹ ڈی این اے کو پہچانتا ہے اور اسے الگ کرتا ہے، اور اس چھوٹے نیوکلیز کی مزید ترقی اور انجینئرنگ کی بنیاد بھی فراہم کرتا ہے۔دیگر آر این اے گائیڈڈ سسٹمز کے ساتھ موازنہ پروٹین اور آر این اے کے درمیان فعال تعاملات کو نمایاں کرتا ہے، جو ان متنوع نظاموں کی حیاتیات اور ارتقاء کے بارے میں ہماری سمجھ کو آگے بڑھاتا ہے۔

لنکس:

1.https://www.science.org/doi/10.1126/science.abj6856

2.https://www.science.org/doi/10.1126/science.abq7220

3.https://www.nature.com/articles/s41586-022-05324-6