موفقیت ۷۰ درصدی کریسپر نرم با یک تک برش
دانشمندان می گویند روش ویرایش ژن ایمن تر موسوم به ˮکریسپر نرمˮ می تواند نرخ موفقیت 70 درصدی را تنها با یک شکاف ساده و بی ضرر در یکی از دو رشته ی دی ان ای به همراه داشته باشد.
به گزارش شاه بلاگ به نقل از ایسنا و به نقل از آی ای، ۱۰ سال پیش در چنین روزهایی، "جنیفر دودنا" و همکارانش نتایج آزمایشی روی ژن های باکتریایی را با عنوان «اندونوکلئاز DNA دوگانه قابل برنامه ریزی با هدایت RNA در ایمنی باکتریایی سازگار» منتشر نمودند که این کشف منجر به نوع جدیدی از ویرایش ژنوم شد که حالا به عنوان "کریسپر"(CRISPR) شناخته می شود.
بدین ترتیب، روش "کریسپر-کس۹"(CRISPR-Cas۹) که مخفف خوشه های تکرارشونده کوتاه پالیندرومی با فاصله منظم و پروتئین ۹ در رابطه با کریسپر است، ویرایش سریع ژنوم را امکان پذیر می کند.
این روش در طول دهه گذشته، چشم انداز بیماری های مورد مطالعه را به شدت تغییر داده است. پزشکان از "کریسپر" برای ویرایش ژن هایی که سبب بیماری های ارثی می شوند، استفاده می نمایند و از زمانی که زیست شناسان سرطان متوجه شدند که تغییرات در دی ان ای سبب سرطان می شود، از این روش برای اصلاح این تغییرات با دستکاری دی ان ای استفاده می نمایند.
از زمانی که دانشمندان متوجه شدند که تغییرات در دی ان ای موجب سرطان می شود، به دنبال راهی آسان برای اصلاح این تغییرات با دستکاری دی ان ای افتاده اند.
حالا گروهی از زیست شناسان دانشگاه "کالیفرنیا سن دیگو" که شامل "سیتارا روی" محقق فوق دکترا، "آنابل گیچارد" متخصص و پروفسور "اتان بیر" می شود، یک رویکرد جدید و ایمن تر را با استفاده از ماشین آلات طبیعی ترمیم دی ان ای توصیف کرده اند که ممکنست بتواند نقایص ژنتیکی را در آینده اصلاح نماید.
این رویکرد، پایه ای برای استراتژی های ژن درمانی جدید فراهم می آورد که شامل پتانسیل درمان طیف وسیعی از بیماری های ژنتیکی است.
یک تک برش بی ضرر
مانند خیلی از موارد، افرادی که از اختلالات ژنتیکی رنج می برند، دارای جهش های متمایز در دو نسخه از ژن های به ارث رسیده از والدین خود هستند. این می تواند به این مفهوم باشد که یک جهش در یک کروموزوم، یک همتای توالی عملکردی در کروموزوم دیگر خواهد داشت. پژوهشگران از ابزارهای ویرایش ژنتیکی "کریسپر" برای بهره برداری از این واقعیت استفاده کردند.
"گیچارد" نویسنده ارشد این مطالعه در اطلاعیه ای اظهار داشت: نوع سالم می تواند توسط ماشین های تعمیر سلول برای اصلاح جهش معیوب بعد از برش دی ان ای جهش یافته استفاده گردد. قابل توجه است که این امر می تواند حتی با استفاده از یک برش ساده و بی ضرر بطور مؤثرتری به دست آید.
پژوهشگران روی "مگس میوه" کار کردند. آنها مگس های جهش یافته ای را مهندسی کردند که امکان تجسم چنین «ترمیم الگوی کروموزوم همسان» یا "HTR" را با تولید رنگدانه در چشم هایشان فراهم می کرد. در ابتدا، این جهش یافته ها دارای چشم های کاملا سفید بودند، اما زمانی که همان مگس ها اجزای کریسپر را بیان کردند(یک RNA راهنما به اضافه Cas۹)، لکه های قرمز بزرگی روی چشمانشان هویدا شد.
این نشانه ی آن بود که ماشین آلات ترمیم دی ان ای سلول موفق شده بود جهش را با استفاده از دی ان ای عملکردی کروموزوم دیگر معکوس کند.
هدف قرار دادن یک رشته دی ان ای با روش جدید
سپس دانشمندان سیستم جدید خودرا با انواع "کس۹" موسوم به "نیکاز"(nickases) آزمایش کردند که بجای هر دو رشته دی ان ای فقط یک رشته را هدف قرار می داد.
پژوهشگران با کمال تعجب دریافتند که چنین شکاف هایی سبب ترمیم سطح بالایی از قرمزی رنگ چشم مگس ها و تقریباً همتراز با مگس های سالم(غیر جهش یافته) می شود. در نتیجه نرخ موفقیت اصلاح ۵۰ تا ۷۰ درصدی با "نیکاز" در مقایسه با نرخ موفقیت ۲۰ تا ۳۰ درصدی در برش هر دو رشته ای که جهش های مکرر بوجود می آورد و سایر مکان ها را در سرتاسر ژنوم هدف قرار می دهد، حاصل شد.
"سیتارا روی" نویسنده ارشد این مطالعه اظهار داشت: نمی توانستم باور کنم که "نیکاز" چقدر خوب کار می کند. این کاملاً غیر قابل پیش بینی بود.
"گیچارد" می گوید: ما هنوز نمی دانیم این پروسه در سلول های انسانی چگونه عمل می کند و آیا می توانیم آنرا روی هر ژنی اعمال نماییم یا خیر. ممکنست برای به دست آوردن HTR کارآمد برای جهش های بیماری زا که توسط کروموزوم های انسانی منتقل می شوند، برخی تنظیمات و اصلاحات لازم باشد.
یک سیستم ساده و همه کاره
"بیر" می گوید: یکی دیگر از مزایای قابل توجه این رویکرد، سادگی آنست. بر خلاف "کس۹" که شکستگی کامل دی ان ای را بوجود می آورد و اغلب با جهش همراه می باشد، این روش به اجزای بسیار کمی متکی است و برش های نرم را ممکن می کند.
"روی" می گوید: اگر تناوب چنین رویدادهایی را بتوان با ترویج جفت سازی بین کروموزوم های همسان یا با بهینه سازی فرآیندهای ترمیم خاص افزایش داد، چنین استراتژی هایی را می توان برای اصلاح جهش های گوناگون ایجاد کرد.
وی ادامه داد: تطبیق پذیریِ این سیستم جدید می تواند الگویی برای رفع جهش های ژنتیکی در پستانداران باشد.
نتایج این مطالعه در مجله Science Advances انتشار یافته است.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب