Обзор механизмов и применения белков CRISPR/Cas9, CRISPR/Cas12, CRISPR/Cas13 и CRISPR/Cas14 в генной инженерии

Система кластерных регулярно расположенных коротких палиндромных повторов (CRISPR) и ассоциированных с CRISPR белков (CRISPR/Cas) изменила исследования в области наук о жизни, открыв широкие возможности для манипуляции, обнаружения, визуализации и аннотирования специфических последовательностей ДНК или РНК различных организмов. Эта система встраивает фрагменты чужеродной ДНК — спейсеры — в кассеты CRISPR, которые затем транскрибируются с образованием массивов CRISPR и процессируются с формированием направляющей РНК (gRNA). Массивы CRISPR представляют собой гены, кодирующие белки Cas. Белки Cas обеспечивают ферментативный аппарат, необходимый для приобретения новых спейсеров, направленных против чужеродных элементов. Благодаря программируемой специфичности последовательностей многочисленные белки Cas, включая Cas9, Cas12, Cas13 и Cas14, были использованы для создания новых инструментов генной инженерии. Варианты белков Cas стимулировали генетические исследования и расширили возможности системы CRISPR/Cas для манипуляции и редактирования последовательностей нуклеиновых кислот в живых клетках различных организмов. Цель этого обзора — подробно рассмотреть два класса системы CRISPR/Cas (класс 1 и класс 2), а также механизмы действия всех известных к настоящему времени белков Cas, включая Cas12, Cas13 и Cas14. Кроме того, обсуждаются преимущества и недостатки различных белков Cas и их недавние применения в различных областях, в том числе для выявления вирусов, таких как коронавирус 2, вызывающий тяжёлый острый респираторный синдром (SARS-CoV-2). Обзор позволяет исследователям получить представление о различных белках Cas и областях их применения, которые могут быть использованы для создания точных методов генной инженерии следующего поколения.