Nukleosompositionering på DNA styr gentillgänglighet genom att kontrollera bindningen av transkriptionsfaktorer och RNA-polymeraser. Nyligen genomförda studier har föreslagit att nukleosomer direkt kan hämma aktiviteten hos CRISPR-Cas9-systemet. Trots lovande utsikter för terapeutiska tillämpningar är de molekylära detaljerna för nukleosommedierad CRISPR-hämning inte väl förstått. Forskare från University of California, Berkeley och University of California, San Francisco har nu visat att nukleosomer hämmar CRISPR-Cas9-aktivitet genom att störa bildningen av R-loop-mellanprodukten.

Cas9 är ett nukleas som ansvarar för att introducera DNA-dubbelsträngsbrott vid målställen specificerade av ett syntetiskt guide-RNA. För att initiera DNA-klyvning måste Cas9 först bilda ett stabilt komplex med mål-DNA:t, vilket innebär att man lindar upp DNA-duplexet för att bilda en R-loopstruktur. Forskarna fann att nukleosomer kan störa denna process genom att förhindra bildandet av R-loop-mellanprodukten. Denna hämning är beroende av positioneringen av nukleosomen i förhållande till målstället och kan lindras genom histonmodifieringar eller genom att ändra DNA-sekvensen.

Dessa fynd ger insikter i de molekylära mekanismerna för CRISPR-Cas9-hämning av nukleosomer och föreslår strategier för att förbättra effektiviteten och specificiteten hos CRISPR-baserade genredigeringsteknologier.