CRISPR-Cas9

ویرایش ژنوم

با استفاده از سیستم CRISPR-Cas9 امکان اصلاح ژنوم هر ارگانیسم - به عنوان مثال باکتری ، حیوان ، گیاه یا موجودیت انسان - به صورت هدفمند و دقیق امکان پذیر شده است. در این زمینه ، همچنین می توان از ویرایش ژنوم و جراحی ژنوم صحبت کرد. این روش اولین بار در سال 2012 توصیف شد و در حال حاضر به طور گسترده ای در سراسر جهان مورد تحقیق و استفاده قرار می گیرد (جینک و همکاران ، 2012). سیستم CRISPR-Cas9 با شروع از مکانیزم دفاعی سازگار توسعه داده شد سیستم ایمنی بدن of باکتری. این پروکاریوت ها را قادر می سازد DNA ناخواسته و عفونی را از بین ببرند ، به عنوان مثال ، از باکتریوفاژها یا پلاسمیدها.

• CRISPR مخفف کلمه مخفف است. این توالی های تکراری DNA در ژنوم است باکتری.
• Cas9 مخفف کلمه مخفف است.

چگونه کار می کند

سیستم CRISPR-Cas9 چگونه کار می کند؟ پروتئین Cas9 به اصطلاح اندونوکلئاز است ، یعنی آنزیمی که برش می دهد اسیدهای نوکلئیک و ، در این مورد ، DNA دو رشته است. Cas9 به یک RNA متصل است که علاوه بر یک قسمت ثابت ، یک قسمت متغیر نیز دارد که یک توالی DNA هدف خاص را تشخیص می دهد. این بخش RNA sgRNA (RNA راهنمای کوچک) نامیده می شود. sgRNA با DNA برش داده می شود تا توسط هسته برش داده شود. شکست دو رشته ای حاصل می تواند توسط مکانیسم های ترمیم خود سلول تکمیل شود. این می تواند منجر به جهش هایی شود که به عنوان مثال در اصلاح نباتات مورد توجه هستند. همچنین می توان از یک الگوی RNA برای درج یک بخش ژن جدید ، به عنوان مثال برای بازگرداندن عملکرد یک ژن معیوب استفاده کرد. سرانجام ، می توان از آن برای غیرفعال سازی ژن های بیماری زا نیز استفاده کرد. برای ورود سیستم CRISPR-Cas به سلول ها ، روش تحویل نیز مورد نیاز است. به عنوان مثال ، برای این منظور می توان از ناقلین ویروسی ، لیپوزومها یا روشهای فیزیکی استفاده کرد. این سیستم با سادگی نسبی ، جهانی بودن ، سرعت و قیمت متفاوت از سایر روش ها است. CRISPR-Cas در اصل می تواند مستقیماً روی انسان یا سلولهایی که از بیمار برداشته می شوند ، اصلاح ، تکثیر و متعاقباً دوباره وارد می شوند ، اعمال شود. این به عنوان درمان از طریق بدن یا اتولوگ شناخته می شود پیوند.

موارد مصرف

CRISPR-Cas9 ، فقط چند سال پس از توصیف روش ، امروزه نقش مهمی در تحقیقات و تولید دارو دارد. در آینده ، ژن درمانی اضافی داروهای توسعه خواهد یافت کاربردهای بالقوه پزشکی بسیار زیاد است. از جمله این موارد ، شدید است بیماری های ژنتیکی مانند دیستروفی عضلانی دوشن, فیبروز کیستیک، بیماری های عفونی مانند HIV و هپاتیت، هموفیلی و سرطان ها. CRISPR-Cas9 و روش های مشابه ویرایش ژنوم برای اولین بار این امکان را فراهم می کند که نه تنها بیماری ها را به صورت علامت دار درمان کند ، بلکه آنها را در سطح اطلاعات ژنتیکی نیز درمان کند.

اثرات و خطرات نامطلوب

یک مشکل بالقوه انتخاب روش است. ممکن است CRISPR در سایر مکانهای نامطلوب ژنوم باعث تغییرات ژنتیکی شود. از این موارد به عنوان "اثرات خارج از هدف" یاد می شود. اینها می توانند خطرناک بوده و منجر به عوارض جانبی شوند. علاوه بر این ، بازده سیستم هنوز هم باید افزایش یابد. در انسان علاوه بر سلولهای سوماتیک و سلولهای بنیادی ، سلولهای زایای نیز قابل دستکاری هستند که منجر به وراثت ژنهای تغییر یافته می شود. به عنوان مثال ، قبلاً نشان داده شده است كه CRISPR-Cas9 می تواند روی جنین ها اعمال شود ، ترس از "نوزادان طراح" را افزایش دهد و به طور بالقوه عواقب گسترده ای برای توسعه آینده بشریت داشته باشد. مداخله Germline در اکثر کشورها بسیار بحث برانگیز است و ممنوع است.