Il posizionamento dei nucleosomi sul DNA governa l'accessibilità dei geni controllando il legame dei fattori di trascrizione e delle RNA polimerasi. Studi recenti hanno suggerito che i nucleosomi possono inibire direttamente l’attività del sistema CRISPR-Cas9. Nonostante le promettenti prospettive di applicazioni terapeutiche, i dettagli molecolari dell’inibizione del CRISPR mediata dai nucleosomi non sono ben compresi. Ricercatori dell’Università della California, Berkeley, e dell’Università della California, San Francisco hanno ora dimostrato che i nucleosomi inibiscono l’attività di CRISPR-Cas9 interrompendo la formazione dell’intermedio dell’R-loop.

Cas9 è una nucleasi responsabile dell'introduzione di rotture del doppio filamento del DNA nei siti bersaglio specificati da un RNA guida sintetico. Per avviare la scissione del DNA, Cas9 deve prima formare un complesso stabile con il DNA bersaglio, che comporta lo svolgimento del duplex di DNA per formare una struttura ad anello R. I ricercatori hanno scoperto che i nucleosomi possono interferire con questo processo impedendo la formazione dell'intermedio dell'anello R. Questa inibizione dipende dal posizionamento del nucleosoma rispetto al sito bersaglio e può essere alleviata mediante modifiche dell'istone o alterando la sequenza del DNA.

Questi risultati forniscono approfondimenti sui meccanismi molecolari dell’inibizione di CRISPR-Cas9 da parte dei nucleosomi e suggeriscono strategie per migliorare l’efficienza e la specificità delle tecnologie di editing genetico basate su CRISPR.