De positionering van nucleosoom op DNA regelt de toegankelijkheid van genen door de binding van transcriptiefactoren en RNA-polymerasen te controleren. Recente studies hebben gesuggereerd dat nucleosomen de activiteit van het CRISPR-Cas9-systeem direct kunnen remmen. Ondanks veelbelovende vooruitzichten voor therapeutische toepassingen zijn de moleculaire details van nucleosoom-gemedieerde CRISPR-remming nog niet goed begrepen. Onderzoekers van de University of California, Berkeley en de University of California, San Francisco hebben nu aangetoond dat nucleosomen de CRISPR-Cas9-activiteit remmen door de vorming van het R-loop-tussenproduct te verstoren.

Cas9 is een nuclease die verantwoordelijk is voor het introduceren van dubbelstrengige DNA-breuken op doellocaties die worden gespecificeerd door een synthetisch gids-RNA. Om DNA-splitsing te initiëren, moet Cas9 eerst een stabiel complex vormen met het doel-DNA, waarbij de DNA-duplex wordt afgewikkeld om een ​​R-lusstructuur te vormen. De onderzoekers ontdekten dat nucleosomen dit proces kunnen verstoren door de vorming van het R-lus-tussenproduct te voorkomen. Deze remming is afhankelijk van de positionering van het nucleosoom ten opzichte van de doelplaats en kan worden verlicht door histonmodificaties of door de DNA-sequentie te veranderen.

Deze bevindingen bieden inzicht in de moleculaire mechanismen van CRISPR-Cas9-remming door nucleosomen en suggereren strategieën om de efficiëntie en specificiteit van op CRISPR gebaseerde technologieën voor genbewerking te verbeteren.