WÜRZBURG / LONDON (IT BOLTWISE) – Ein internationales Forschungsteam hat einen neuen CRISPR-Mechanismus entdeckt, der die Abwehr von Infektionen revolutionieren könnte. Die Nuklease Cas12a3 zielt auf Transfer-Ribonukleinsäuren (tRNA) ab, um infizierte Zellen zu deaktivieren. Diese Entdeckung könnte weitreichende Auswirkungen auf die Genom-Editierung und die Entwicklung neuer Diagnosetests haben.
Die jüngste Entdeckung im Bereich der CRISPR-Technologie könnte die Art und Weise, wie wir Infektionen bekämpfen, grundlegend verändern. Ein Team von Forschern aus Würzburg, Braunschweig und den USA hat die Nuklease Cas12a3 identifiziert, die eine neuartige Abwehrstrategie gegen Eindringlinge wie Viren bietet. Diese Nuklease zielt spezifisch auf Transfer-Ribonukleinsäuren (tRNA) ab, die eine zentrale Rolle bei der Proteinproduktion in Zellen spielen. Durch das Schneiden dieser tRNAs wird die Proteinproduktion gestoppt, was infizierte Zellen in einen Ruhezustand versetzt und die Vermehrung von Viren verhindert.
CRISPR-Cas-Systeme sind bekannt für ihre Fähigkeit, DNA gezielt zu schneiden und so genetische Modifikationen zu ermöglichen. Die Entdeckung von Cas12a3 erweitert das Spektrum dieser Systeme erheblich, da sie nicht nur DNA, sondern auch RNA angreifen kann. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für die Entwicklung von Diagnosetests, die mehrere Viren gleichzeitig nachweisen können. Die Forscher kombinierten Cas12a3 mit anderen Nukleasen, um RNAs von Viren wie dem Influenzavirus, dem Respiratorischen Syncytial-Virus (RSV) und SARS-CoV-2 zu detektieren.
Die Struktur von Cas12a3 wurde mithilfe von Kryo-Elektronenmikroskopie am Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung in Braunschweig untersucht. Diese Analyse zeigte, dass Cas12a3 eine einzigartige Fähigkeit besitzt, den 3′-Schwanz der tRNA präzise zu erkennen und zu schneiden. Diese Region der tRNA ist evolutionär konserviert und entscheidend für die Stabilität und Funktion der RNA. Das gezielte Schneiden dieser Region blockiert effektiv die Proteinproduktion und stellt eine neue Form der bakteriellen Immunantwort dar.
Die Entdeckung von Cas12a3 könnte nicht nur die Diagnostik von Infektionskrankheiten revolutionieren, sondern auch neue Wege für die molekulare Diagnostik und andere biotechnologische Anwendungen eröffnen. Die Forscher planen, die Funktionalität von Cas12a3 weiter zu erforschen und seine Anwendungsmöglichkeiten zu erweitern. Diese Arbeit wurde durch internationale Kooperationen und Fördermittel unterstützt, darunter der Europäische Forschungsrat und die National Institutes of Health.
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