لطفا توجه داشته باشید: مقاله زیر تحت سایر روشهای درمانی مرسوم قرار گرفته است زیرا هنوز بخشی جداگانه برای روشهای زیست شناسی مولکولی تجربی خارج از داروی انسانی در دسترس نیست. روش CRISPR / Cas یک روش بیولوژیکی مولکولی برای برش هدفمند و همچنین اصلاح DNA است (ویرایش ژنوم ؛ ژن قیچی) در سال 1987 ، دانشمندان یک تطبیق دهنده که قبلاً مشاهده نشده بود را کشف کردند سیستم ایمنی بدن در E. coli. این امر براساس توالی های به اصطلاح CRPSPR (تکرارهای کوتاه مدت پالیندرومیک بصورت منظم میان همبسته) در DNA انجام می شود. E. coli DNA باکتری فاژها را ترکیب می کند (گروه های ویروس ها که تخصص دارند باکتری به عنوان سلول های میزبان) توالی CRSPR DNA خود ، بنابراین رونویسی CRRNA (بازنویسی DNA به RNA). crRNA از دو توالی فاصله دهنده و توالی تکراری تشکیل شده است. توالی های Spacer توالی هایی هستند که از "استخراج" می شوند باکتری. به اصطلاح trRNA (tracrRNA) به توالی های تکرار شونده متصل می شود. آنزیم CAS9 را استخدام می کند. اکنون یک کمپلکس وجود دارد - crRNA: tracrRNA: کمپلکس Cas9 - که قادر به اتصال DNA باکتریوفاژ مکمل به توالی های فضایی crRNA است. CAS9 به عنوان یک اصطلاحاً اندونوکلئاز (آنزیم برش دهنده DNA ، بنابراین یک آنزیم محدودکننده) DNA ویروسی را به صورت دو رشته ای قطع می کند ، که در نهایت منجر به ناتوانی در تکثیر می شود (یعنی عدم تکثیر بیشتر و در نتیجه عدم ادغام بیشتر). برای بیش از یک دهه ، این روش با تأکید در تحقیقات ویرایش ژنوم استفاده شده است. توصیف شده "crRNA: tracrRNA: Cas9 complex" به طور جهانی در مورد گیاهان و حیوانات کاربرد دارد و اجازه حذف (حذف) و خاموش کردن نهایی ژن ها را می دهد. بیش از 5 سال استفاده در خارج از تحقیقات در زمینه کشاورزی و محصولات غذایی برای تحمل به خشکی و همچنین تقویت ایمن سازی در برابر عوامل بیماری زای ویروسی پیدا شده است. بعداً می توان از این روش در پزشکی انسانی استفاده کرد. از سال 2020 ، برای اولین بار ، رویکرد درمانی درمانی برای بیماری با مادرزادی وجود دارد قلب نقص (ویتامین) در کودکان. ویتامین بخشی از بیماری پیچیده ارثی سندرم نونان است (وراثت اتوزوم مغلوب یا اتوزوم غالب). پس از رمزگشایی انواع علی LZTR1 ژن، اصلاح ژن مناسب سلولهای قلبی توانمند ناشی از (قلب سلولهای عضلانی) از سلولهای بنیادی دوقلوها انجام شد. ژن مسیرهای ضروری سیگنالینگ را برای تمایز و رشد سلول تنظیم می کند.
قبل از این درمان بالقوه در پزشکی انسان
آزمایش ژنتیکی مولکولی برای اختلالات ارثی در والدین از جمله جامع مشاوره ژنتیک.
روش
این روش مشابه مکانیسم دفاعی E. coli است که در آن توضیح داده شده است سیستم ایمنی بدن. در این فرایند ، می توان قسمت جدا کننده crRNA را برای برش DNA مکمل دو رشته ای توالی خاص اصلاح کرد و در نتیجه حذف های هدفمند ایجاد کرد. مولکول اصلاح شده شیمیایی trRNA: crRNA راهنما RNA نامیده می شود. این به دو CRRNA متفاوت احتیاج دارد: tracrRNA: مجتمع های Cas9 برای اتصال به دو محل DNA. پس از حذف قطعه DNA ، اتصال قطعات DNA 2 به كمك آنزيم توسط ليگازها اتفاق مي افتد. این تفاوت فقط با برش توالی DNA همانند باکتری است. با گذشت سال ها ، تکنیک های اساسی مدل سازی اضافه شده است. اینها نه تنها حذف درون رشته DNA ، بلکه همچنین افزودن (درج) نوکلئوتیدهای DNA جدید را امکان پذیر می کند. امیدوار کننده ترین اصلاح ویرایش اصلی است. در اینجا ، حذف و در نتیجه حذف قطعه DNA با درج قطعه DNA جدید دنبال می شود. به اصطلاح pegRNA (راهنمای ویرایش نخست RNA) در اینجا به عنوان متن DNA قرار داده شده در دسترس است. با کمک یک ترانس اسکریپتاز معکوس ، pegRNA به DNA رونویسی شده و در DNA ترکیب می شود ، دوباره با استفاده از لیگازها. پروتئین CAS9 مورد نیاز برای این فرآیند به جای برش های دو رشته ای تک رشته ای ایجاد می کند. این اجازه می دهد تا قطعه DNA جدید با قرار گرفتن دقیق در رشته DNA برش خورده با انتهای برآمده آن وارد شود. اصلاح جدید برای مبادله توالی DNA "پاتولوژیک" با توجه به "غیر پاتولوژیک" در آینده در زمینه یک بیماری ارثی اساسی است.
بعد از درمان
یک بار دیگر ، غربالگری ژنوم برای تأیید موفقیت در ویرایش ژنوم انجام می شود.
عوارض احتمالی
به دلیل عدم تطابق احتمالی پایه از guideRNA ، ممکن است اثرات خارج از هدف ، یعنی اتصال در محل نامطلوب رخ دهد. اینها می توانند باعث جهش های نقطه ای (تغییرات باز) ، درج ها (ترکیب نوکلئوتیدهای اضافی یا توالی DNA در یک توالی DNA) ، حذف (از دست دادن…) ، انتقال (تغییر در موقعیت DNA) و وارونگی (حضور یک بخش DNA تبدیل شده) شوند. 180 درجه) آنزیم CAS9 در هر مورد در محل مورد نظر برش نمی خورد. با این حال ، افزایش ویژگی در حال حاضر از طریق تغییر در طراحی پروتئین تحقق یافته است. همچنین ، با اتصال CAS9 به یک اندونوکلئاز Fokl ، همچنین از مشتق شده است باکتری، ویژگی را می توان به 1: 10,000،1 افزایش داد (بدون تغییرات دیگر ، فقط ویژگی تا 2: XNUMX).
