Cas9
Cas9 (CRISPR associated protein 9) adalah endonuklease DNA yang dipandu RNA yang terkait dengan sistem kekebalan adaptif CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) tipe II di Streptococcus pyogenes, antara bakteri lainnya. S. pyogenes menggunakan Cas9 untuk menginterogasi dan membelah DNA asing,[1] seperti DNA bakteriofag yang menyerang atau DNA plasmid.[2] 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 (guide RNA). 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 (RNA interference, RNAi) 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),[3][4]
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 (zinc finger nucleases/ZFN) dan protein nuklease efektor serupa aktivator transkripsi (transcription activator-like effector nucleases/TALEN), 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.[2] Karena kekhususan target Cas9 berasal dari komplementaritas RNA panduan:DNA dan bukan modifikasi terhadap protein itu sendiri (seperti TALEN dan Zinc-finger), merekayasa Cas9 untuk menargetkan DNA baru sangat mudah.[5][6] 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.[7][8] 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.[9] Pada 2015, ilmuwan menggunakan Cas9 untuk memodifikasi genom embrio manusia untuk pertama kalinya.[10]
Referensi
sunting- ^ Heler R, Samai P, Modell JW, Weiner C, Goldberg GW, Bikard D, Marraffini LA (Mar 2015). "Cas9 specifies functional viral targets during CRISPR-Cas adaptation". Nature. 519 (7542): 199–202. Bibcode:2015Natur.519..199H. doi:10.1038/nature14245. PMC 4385744
. PMID 25707807.
- ^ a b Jinek M, Chylinski K, Fonfara I, Hauer M, Doudna JA, Charpentier E (Aug 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. PMID 22745249.
- ^ Jinek M, Chylinski K, Fonfara I, Hauer M, Doudna JA, Charpentier E (Aug 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. PMID 22745249.
- ^ Rath, Devashish (October 1, 2015). "The CRISPR-Cas immune system: Biology, mechanisms and applications". Biochimie. 117: 119–128. doi:10.1016/j.biochi.2015.03.025. PMID 25868999. Diakses tanggal October 26, 2016.
- ^ Cong, L.; Ran, F. A.; Cox, D.; Lin, S.; Barretto, R.; Habib, N.; Hsu, P. D.; Wu, X.; Jiang, W.; Marraffini, L. A.; Zhang, F. (3 January 2013). "Multiplex Genome Engineering Using CRISPR/Cas Systems". Science. 339 (6121): 819–823. doi:10.1126/science.1231143. PMC 3795411 . PMID 23287718.
- ^ Mali P, Esvelt KM, Church GM (Oct 2013). "Cas9 as a versatile tool for engineering biology". Nature Methods. 10 (10): 957–63. doi:10.1038/nmeth.2649. PMC 4051438 . PMID 24076990.
- ^ Mali P, Aach J, Stranges PB, Esvelt KM, Moosburner M, Kosuri S, Yang L, Church GM (Sep 2013). "CAS9 transcriptional activators for target specificity screening and paired nickases for cooperative genome engineering". Nature Biotechnology. 31 (9): 833–8. doi:10.1038/nbt.2675. PMC 3818127 . PMID 23907171.
- ^ Gilbert LA, Larson MH, Morsut L, Liu Z, Brar GA, Torres SE, Stern-Ginossar N, Brandman O, Whitehead EH, Doudna JA, Lim WA, Weissman JS, Qi LS (Jul 2013). "CRISPR-mediated modular RNA-guided regulation of transcription in eukaryotes". Cell. 154 (2): 442–51. doi:10.1016/j.cell.2013.06.044. PMC 3770145 . PMID 23849981.
- ^ Esvelt KM, Smidler AL, Catteruccia F, Church GM (Jul 2014). "Concerning RNA-guided gene drives for the alteration of wild populations". eLife. 3: e03401. doi:10.7554/eLife.03401. PMID 25035423.
- ^ Cyranoski D, Reardon S (22 April 2015). "Chinese scientists genetically modify human embryos". Nature. doi:10.1038/nature.2015.17378.
Bacaan lebih lanjut
sunting- Kennedy EM, Cullen BR (2015). "Bacterial CRISPR/Cas DNA endonucleases: A revolutionary technology that could dramatically impact viral research and treatment". Virology. 479–480: 213–20. doi:10.1016/j.virol.2015.02.024. PMID 25759096.
- Ian M. Slaymaker; Linyi Gao; Bernd Zetsche; David A. Scott; Winston X. Yan; Feng Zhang (2015). "Rationally engineered Cas9 nucleases with improved specificity". Science. 351. doi:10.1126/science.aad5227. PMC 4714946 . PMID 26628643.
- CRISPR-Cas: A Laboratory Manual Edited by Jennifer Doudna, University of California, Berkeley; Prashant Mali, University of California, San Diego
- Novel CRISPR/Cas9 Monoclonal Antibody[pranala nonaktif permanen] Diagenode launches the industry’s first monoclonal antibody targeting CRISPR/Cas9