به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، دانشمندان سیستمی‌شبیه به CRISPR را در حیوانات کشف کرده‌اند که می‌تواند برای ویرایش سلول‌های انسانی برنامه‌ریزی شود و سیستم ویرایش ژن دیگری را به جعبه ابزار در حال رشد ما اضافه کند. همچنین ممکن است این روش، راه ایمن تری برای ویرایش ژنوم انسان باشد.

چالش

فناوری ویرایش ژنوم که ویرایش ژن نیز نامیده می‌شود، گروهی از فناوری‌ها است که به دانشمندان توانایی تغییر DNA یک موجود را می‌دهد. این فناوری‌ها اجازه می‌دهند تا مواد ژنتیکی در مکان‌های خاصی از ژنوم اضافه، حذف یا تغییر داده شوند. چندین رویکرد برای ویرایش ژنوم ایجاد شده است. یکی از معروف‌ترین آنها CRISPR-Cas9 نامیده می‌شود که مخفف تناوب‌های کوتاه پالیندروم فاصله‌دار منظم خوشه‌ای یا clustered regularly interspaced short palindromic repeats و پروتئین ۹ مرتبط با CRISPR است اگرچه Cas9 آنزیمی است که بیشتر استفاده می‌شود، آنزیم های دیگر به عنوان مثال Cpf1 نیز می توانند استفاده شوند. هنگامی که DNA بریده شد، محققان از ماشین آلات ترمیم DNA خود سلول برای افزودن یا حذف قطعاتی از مواد ژنتیکی یا ایجاد تغییراتی در DNA با جایگزینی یک بخش موجود با یک توالی DNA سفارشی استفاده می‌کنند. حدود یک دهه پیش، دانشمندان کشف کردند که می‌توانند از CRISPR-Cas9 یک سیستم دفاعی طبیعی که در برخی باکتری‌ها یافت می‌شود، برای انجام ویرایش‌های دقیق در DNA گیاهان، حیوانات و دیگر موجودات پیچیده استفاده کنند. از آن زمان، سیستم ویرایش ژن برای درمان بیماری‌ها، بهبود محصولات کشاورزی و غیره استفاده شده است. اما یکی از محدودیت‌های این فناوری، تمایل آن به فعالیت جانبی است که بخش‌هایی از ژنوم را در نزدیکی هدف خود در حین انجام ویرایش‌ها تخریب می‌کند. CRISPR-Cas9 همچنین نسبتاً بزرگ است، که تحویل سیستم به سلول‌های انسانی را به یک چالش تبدیل کرده است، به عنوان مثال، ناقل‌های ویروسی مرتبط با آدنو که معمولاً برای ارائه درمان‌های ژنی دیگر استفاده می‌شوند، نمی‌توانند کل سیستم CRISPR-Cas9 را نگه دارند.

چه چیز جدیدی وجود دارد؟

 فنگ ژانگ، پیشگام اولیه CRISPR به عنوان یک سیستم ویرایش ژن، اکنون منجر به کشف یک سیستم جدید شبه CRISPR، مبتنی بر آنزیمی‌به نام Fanzor شده است. برخلاف CRISPR که فقط در پروکاریوت‌ها (جاندارانی که سلول‌های آن‌ها هسته ندارند) یافت شده است، این آنزیم در چندین گونه یوکاریوتی (جاندارانی که سلول‌های آن‌ها هسته دارند) از جمله گونه‌های گیاهی و جانوری کشف شد. این سیستم ویرایش ژن نه تنها فشرده‌تر از CRISPR-Cas9 است، بلکه نشان می‌دهد که ممکن است انتقال آن به سلول‌های انسانی آسان‌تر باشد، نسخه‌ای از Fanzor که از قارچ‌ها تهیه شده بود، هنگام آزمایش بر روی سلول‌های انسانی در آزمایشگاه هیچ نشانه‌ای از فعالیت جانبی نشان نداد.

کشف

در سال 2021، تیم ژانگ دسته‌ای از سیستم‌های ویرایش ژن باستانی را در پروکاریوت‌ها کشف کردند که OMEGA نامیده می‌شوند و معتقدند که پیشروان CRISPR هستند. در آن زمان، آن‌ها متوجه شدند که آنزیم‌های دخیل در OMEGA شبیه آنزیم‌های Fanzor هستند که در یوکاریوت‌ها یافت می‌شوند. ماکوتو سایتو، نویسنده اولاین مقاله، می‌گوید: " سیستم‌های OMEGA اجداد CRISPR هستند و از فراوان‌ترین پروتئین‌های روی کره زمین هستند، بنابراین منطقی است که آن‌ها توانسته‌اند بین پروکاریوت‌ها و یوکاریوت‌ها به عقب و جلو حرکت کنند" محققان گمان می‌کردند که آنزیم‌های Fanzor می‌توانند مانند آنزیم‌های Cas در یک سیستم CRISPR برای ویرایش DNA برنامه ریزی شوند و در مطالعه جدید خود که در نشریه Nature منتشر شد، ثابت کردند که این توانایی با استفاده از Fanzor‌ها از قارچ‌ها، جلبک‌ها و حتی صدف‌ها برای ایجاد درج و حذف در سلول‌های انسانی وجود دارد.

نگاه به آینده

در ابتدا، سیستم ویرایش ژن مبتنی بر Fanzor تنها در حدود 12٪ موارد در انجام ویرایش‌های خود موفق بود، اما با معرفی جهش‌های دقیق در آنزیم‌ها، تیم ژانگ توانست کارایی را به 18٪ افزایش دهد. قبل از اینکه بتوان از آن برای درمان‌های پزشکی استفاده کرد، کارایی باید بیشتر بهبود یابد، اما حتی اگر این امکان وجود نداشته باشد، کشف یک سیستم CRISPR مانند در حیوانات به وجود سیستم‌های دیگر اشاره دارد. ژانگ گفت: " طبیعت شگفت انگیز است. تنوع بسیار زیادی وجود دارد. احتمالا سیستم‌های قابل برنامه ریزی RNA بیشتری در آنجا وجود دارد، و ما به اکتشاف ادامه می دهیم و امیدواریم که چیزهای بیشتری کشف کنیم."

پایان مطلب./