انقلابی بزرگ در تکنیک کریسپر

انقلابی بزرگ در تکنیک کریسپر
0 103

ابزار کریسپر که از باکتری‌ها قرض گرفته شده است، به‌طور موفقیت‌آمیزی می‌تواند قطعاتی از DNA درون سلول‌های انسانی را پیدا کرده، بریده و تخریب کند.

این تکنیک همچنین می‌تواند به کمک پژوهش و درمان بیاید. تکنیک CRISPR-Cas یک روش بیوتکنولوژیک نسبتا سریع و آسان برای دستکاری ژن‌های تک در سلول‌ها ارائه می‌دهد، به این معنی که آنها دقیقا حذف، جایگزین یا اصلاح می‌شوند.

برای افزایش اطلاعات خود در زمینه کاربرد کریسپر می‌توانید مقالات زیر را مطالعه نمایید:

محققان در سال‌های اخیر همچنین از فن‌آور‌ی‌های مبتنی بر تکنیک CRISPR-Cas برای افزایش یا کاهش فعالیت ژن‌های تکی استفاده کرده‌اند.

روش‌های مربوطه در مدت زمان کوتاهی هم در تحقیقات اساسی بیولوژیکی و هم در زمینه‌های کاربردی مانند اصلاح نباتات به استاندارد جهانی تبدیل شده‌اند.

تابه امروز در اکثر موارد محققان می‌توانند با استفاده از  تکنیک CRISPR-Cas فقط یک ژن را تغییر دهند. در بعضی مواقع، آنها موفق به ویرایش دو یا سه ژن شدند. در یک مورد خاص آنها قادر به ویرایش هفت ژن به طور همزمان بودند.

روش کریسپر جدید

اکنون پروفسور Randall Platt و تیمش در دانشگاه ETH زوریخ، روش کریسپری را توسعه داده اند که می‌تواند 25 سایت هدف را در ژن‌های یک سلول به طور هم زمان تغییر دهد، اما انگار کافی نیست.

همانطور که Platt اشاره می‌کند این تعداد می‌تواند هنوز هم بیشتر شود و به ده‌ها یا حتی صدها ژن برسد. به هر حال، این روش پتانسیل عظیمی برای تحقیقات زیست پزشکی و بیوتکنولوژی ارائه می‌دهد.

Platt می‌گوید:

با تشکر از این ابزار جدید، ما و دانشمندان دیگر اکنون می‌توانیم به کاری که تنها در گذشته می‌توانستیم در خواب انجام دهیم، برسیم.

ژن‌ و پروتئین‌ در سلول‌ها از جهات مختلفی با هم در تعامل هستند. شبکه‌های متشکل از ده‌ها ژن، از تنوع سلولی یک ارگانیسم اطمینان می‌دهند.

به عنوان مثال، آنها وظیفه متمایز کردن سلول‌های پیش ساز به سلول‌های عصبی و سلول‌های ایمنی را دارند.

Platt می‌گوید:

این روش کریسپر برای اولین بار ما را قادر می‌سازد تا بطور سیستماتیک کل شبکه‌های ژن را در یک مرحله تغییر دهیم.

روش کریسپر جدید همچنین راه را برای برنامه نویسی پیچیده و در مقیاس بزرگ هموار می‌کند. می‌توان از آن برای افزایش فعالیت برخی ژن‌ها استفاده کرد، در حالی که باعث کاهش سایر فعالیت‌ها می‌شود.

همچنین می‌توان زمان این تغییر در فعالیت را دقیقا کنترل کرد. این مورد برای تحقیقات اساسی مورد توجه است، به عنوان مثال در بررسی اینکه چرا انواع مختلف سلول‌ها رفتارهای متفاوت دارند و یا برای مطالعه اختلالات ژنتیکی پیچیده.

همچنین برای جایگزینی سلول که شامل جایگزینی سلول آسیب دیده با سلول‌های سالم است، بسیار مفید خواهد بود.

در این حالت محققان می‌توانند ازروش کریسپر جدید برای تبدیل سلول بنیادی به سلول تمایز یافته مانند سلول‌های عصبی یا سلول‌های بتا تولید کننده انسولین یا برعکس برای تولید سلول‌های بنیادی از سلول‌های متفاوت پوست استفاده کنند.

عملکرد دوگانه آنزیم Cas

تکنیک CRISPR-Cas به آنزیمی معروف به Cas و یک مولکول RNA کوچک احتیاج دارد. از توالی نوکلئوبازها به عنوان برچسب آدرس استفاده می‌شود و آنزیم را با نهایت دقت به محل تعیین شده عمل خود بر روی کروموزوم‌ها هدایت می‌کند.

دانشمندان ETH یک پلاسمید یا یک مولکول DNA حلقوی ایجاد کرده‌اند که طرح آنزیم Cas و مولکول های متعدد آدرس RNA را در توالی‌های مرتب ذخیره می‌کند.

محققان در آزمایشات خود این پلاسمید را در سلول‌های انسانی وارد کردند و از این طریق نشان دادند که چندین ژن می‌توانند بطور همزمان اصلاح و تنظیم شوند.

برای تکنیک کریسپر جدید، دانشمندان از آنزیم Cas9 که تا به امروز در اکثر روش‌های CRISPR-Cas به نمایش در آمده است، استفاده نکردند بلکه از آنزیم Cas12a مرتبط استفاده کردند که نه تنها ژن‌ها را ویرایش می‌کند بلکه می‌تواند لیست آدرس RNA طولانی را به طور همزمان در برچسب‌های آدرس نیز برش دهد.

علاوه بر این Cas12a می‌تواند مولکول های آدرس کوتاهتر RNA را نسبت به Cas9 کنترل کند.

Platt می‌گوید:

هرچه این توالی‌های آدرس دهنده کوتاه‌تر باشند، بیشتر می‌توانیم آن‌ها را روی پلاسمید قرار دهیم.

منبع دانشگاه ETH زوریخ
مقاله nature

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.