Cpf1

Este artigo faz parte de uma série sobre CRISPR

Na biologia molecular, o Centrômero e Fator de Transcrição 1[nt 1] (Cpf1) ou CRISPR-Cas12a[4], é uma única endonuclease guiada por ARN sem um tracrRNA[5] e que utiliza um par de bases 2-6 rica em base-T de uma sequência de ADN imediatamente a seguir à PAM,[6] que é uma sequência de ADN destino da nuclease Cas9 no sistema imunitário adaptativo CRISPR bacteriana. Ela reconhece um PAM rico em T (TTTN) mas no lado 5' do guia.[7] Cpf1 cliva o ADN através de uma ruptura da cadeia dupla de DNA escalonada.[8] CRISPR-Cas12a é da família Tipo V.[9] O Cas12a pode ter como alvo uma faixa mais ampla de motifs adjacentes de proto-espaçador (PAM), uma atividade de edição aprimorada e tem efeitos de redução de fora do alvo[10].

Edição de genoma

Das 16 proteínas da família de Cpf1, os cientistas identificaram duas enzimas candidatas de Acidaminococcus[11][12] e Lachnospiraceae,[13][14][15] com atividade eficiente de edição do genoma em células humanas. Cpf1 foi introduzido com características que está faltando em SpCas9. Cpf1 requer apenas um curto ARN de CRISPR (crRNA) de 42-nt para encontrar o seu alvo, em vez do RNA de guia de ~100-nt para SpCas9, e reconhece um PAM que é 5' em vez de 3' do destino[16].

Os pesquisadores usaram o Cas12a porque ele oferece outras características desejadas não encontradas no Cas9. Mas até 2018, não havia inibidores conhecidos para Cas12a, o que impediu seu uso em pesquisas. Usando um sistema para pesquisar através de genomas bacterianos que envolvem a procura de fragmentos genéticos que normalmente são letais para as bactérias, mas não para bactérias que têm inibidores, uma equipe encontrou três inibidores, incluindo um que se destacou, chamado AcrVA1. A outra equipe encontrou vários candidatos que também funcionaram como esperado quando testados com células humanas. A segunda equipe também achou o AcrVA1 particularmente eficaz[17].

COVID-19

Um teste de fluxo lateral rápido, aproximadamente 30 minutos, barato e preciso, com 95% de concordância preditiva positiva e 100% de concordância preditiva negativa, para detecção de SARS-CoV-2, baseado em CRISPR-Cas12[18] foi desenvolvido e recebeu validação inicial em abril de 2020.[19]

Ver também

Notas

  1. ↑ O centrômero é a região mais condensada do cromossomo[1] e os fatores de transcrição são proteínas que se ligam ao DNA de células eucarióticas para permitir que haja uma ligação entre a enzima RNA-polimerase e o DNA, permitindo assim a transcrição e a futura tradução.[2][3]

Referências

  1. ↑ Pollard, T.D. (2007). Cell Biology. Philadelphia: Saunders. pp. 200–203. ISBN 978-1-4160-2255-8 
  2. ↑ Latchman DS (dezembro de 1997). «Transcription factors: an overview». The International Journal of Biochemistry & Cell Biology. 29 (12): 1305–12. PMID 9570129. doi:10.1016/S1357-2725(97)00085-X 
  3. ↑ Karin M (fevereiro de 1990). «Too many transcription factors: positive and negative interactions». The New Biologist. 2 (2): 126–31. PMID 2128034 
  4. ↑ CRISPR-Cas12a target binding unleashes indiscriminate single-stranded DNase activity por Janice S. Chen, publicado em Science Vol. 360, No 6387, pp. 436-439 DOI: 10.1126/science.aar6245 (2018)
  5. ↑ Kiss T (2001). «Small nucleolar RNA-guided post-transcriptional modification of cellular RNAs». The EMBO Journal. 20 (14): 3617–22. PMC 125535Acessível livremente. PMID 11447102. doi:10.1093/emboj/20.14.3617 
  6. ↑ Expanding the Genetic Code with Synthetic Bases publicado pelo "EpiGenie" (2015)
  7. ↑ Using Cpf1 for CRISPR published by "Benchling" (2015)
  8. ↑ Zetsche B, Gootenberg JS, Abudayyeh OO, Slaymaker IM, Makarova KS, Essletzbichler P, Volz SE, Joung J, van der Oost J, Regev A, Koonin EV, Zhang F (2015). «Cpf1 Is a Single RNA-Guided Endonuclease of a Class 2 CRISPR-Cas System.». Cell. 163 (3): 759–771. doi:10.1016/j.cell.2015.09.038 
  9. ↑ «Newfound Inhibitors to CRISPR Could Improve Gene Editing». UC San Francisco (em inglês). Consultado em 8 de setembro de 2018 
  10. ↑ CRISPR Researchers Engineer More Efficient Cas12a Variants for Genetic, Epigenetic, Base Editing (2019)
  11. ↑ Jornal cientifíco SGM
  12. ↑ Jumas-Bilak, E.; Carlier, J. -P.; Jean-Pierre, H.; Mory, F.; Teyssier, C.; Gay, B.; Campos, J.; Marchandin, H. (2007). «Acidaminococcus intestini sp. Nov., isolated from human clinical samples». International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 57 (10): 2314–2319. PMID 17911303. doi:10.1099/ijs.0.64883-0 
  13. ↑ editors, Phyllis Kanki, Darrell Jay Grimes, (2013). Infectious diseases selected entries from the Encyclopedia of sustainability science and technology. New York: Springer. ISBN 1-4614-5719-X 
  14. ↑ UniProt
  15. ↑ editors, Paul De Vos ... [et al.], (2009). Bergey's manual of systematic bacteriology. 2nd ed. Dordrecht: Springer. ISBN 0-387-68489-1 
  16. ↑ Showdown between Cas9 and Cpf1 por Nature Methods 13, 714 - (2016) doi:10.1038/nmeth.3979 Published online (2016)
  17. ↑ «Two unrelated studies result in discovery of CRISPR-Cas12a inhibitors» 
  18. ↑ Broughton, James P.; Deng, Xianding; Yu, Guixia; Fasching, Clare L.; Singh, Jasmeet; Streithorst, Jessica; Granados, Andrea; Sotomayor-Gonzalez, Alicia; Zorn, Kelsey (27 de março de 2020). «Rapid Detection of 2019 Novel Coronavirus SARS-CoV-2 Using a CRISPR-based DETECTR Lateral Flow Assay». medRxiv (em inglês): 2020.03.06.20032334. doi:10.1101/2020.03.06.20032334 
  19. ↑ Broughton, James P.; Deng, Xianding; Yu, Guixia; Fasching, Clare L.; Servellita, Venice; Singh, Jasmeet; Miao, Xin; Streithorst, Jessica A.; Granados, Andrea (16 de abril de 2020). «CRISPR–Cas12-based detection of SARS-CoV-2». Nature Biotechnology (em inglês): 1–5. ISSN 1546-1696. doi:10.1038/s41587-020-0513-4 
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