فناوری کریسپر (CRISPR-Cas9) دستکاری ژنتیکی
فناوری کریسپر(CRISPR) بخشی از سیستم ایمنی باکتریایی است که می تواند DNA را قطع کند و به عنوان یک ابزار ویرایش ژن مورد استفاده قرار گیرد. این فناوری به عنوان یک جفت قیچی مولکولی دقیق عمل می کند که می تواند یک توالی DNA هدف را که توسط یک راهنمای قابل تنظیم هدایت می شود، برش دهد.
کریسپر چیست؟
این سیستم از دو بخش کلیدی تشکیل شده است. یک نوکلئاز مرتبط با CRISPR (Cas) که DNA را متصل و قطع می‌کند و یک توالی RNA راهنما (gRNA) که نوکلئاز Cas را به سمت هدف خود هدایت می‌کند. این تکنولوژی در سیستم ایمنی باکتریایی کشف شد، جایی که DNA ویروس های مهاجم به نام باکتریوفاژ را قطع می کند و آنها را از کار می اندازد.
هنگامی که مکانیسم مولکولی برای توانایی شکاف DNA آن کشف شد، به سرعت به عنوان ابزاری برای ویرایش ژنوم توسعه یافت. فناوری کریسپر از این جهت مهم است که به دانشمندان اجازه می‌دهد کد ژنتیکی را در هر موجودی بازنویسی کنند.
CRISPR ساده‌تر، ارزان‌تر و دقیق‌تر از تکنیک‌های ویرایش ژن قبلی است. علاوه بر این، طیف وسیعی از برنامه های کاربردی در دنیای واقعی از جمله درمان بیماری های ژنتیکی و ایجاد محصولات مقاوم در برابر خشکسالی را دارد.
تاریخچه و کشف CRISPR
امروزه، فناوری کریسپر به عنوان یک ابزار دقیق ویرایش ژن شناخته شده است، اما سال ها طول کشید تا دانشمندان بفهمند که چه چیزی است و چگونه می توان از پتانسیل آن استفاده کرد. این فناوری توسط دکتر جنیفر دودنا و دکتر امانوئل شارپنتیر کشف شد.
مکانیسم CRISPR چگونه کار می کند؟
سیستم CRISPR اساس ایمنی تطبیقی در باکتری هاست. این فناوری از نوکلئازهای Cas استفاده می کند که آنزیم هایی هستند که می توانند به یکدیگر متصل شوند و شکاف‌های دو رشته‌ای (DSBs) در DNA ایجاد کنند. هنگامی که یک باکتری توسط یک ویروس آلوده می شود، از یک هسته Cas استفاده می کند تا قطعه ای از DNA ویروسی را که به عنوان protospacer شناخته می شود، جدا کند.
در فناوری کریسپر، این قطعه در ژنوم باکتری با قطعاتی از سایر ویروس هایی که قبلاً سلول را آلوده کرده اند، یک حافظه ایمنی ذخیره می شود. این قطعات فاصله‌دهنده ویروسی بین توالی‌های پالیندرومیک مکرر قرار می‌گیرند و این ترتیب فاصله‌گیرها و تکرارهای پالیندرومیک چیزی است که نام کریسپر را به آن داده است.
موفقیت های کریسپر در آینده
هر روزه موفقیت های CRISPR در آینده خود را نشان می دهد. دکتر دودنا و دکتر شارپنتیه مکانیسم مولکولی را آشکار کردند که سیستم طبیعی CRISPR-Cas9 را قادر می سازد تا DNA را برش دهد. اما این سوال مطرح بود که اگر به Cas9 یک توالی RNA راهنمای متفاوت داده شود، آیا می‌توان از فناوری کریسپر برای ایجاد برش در هر مورد دلخواه استفاده کرد.
به عنوان مثال برای موقعیتی در ژنوم یک موجود زنده؟ تئوری آنها درست از آب درآمد و نتایج آن پیشگامانه بود. برای مطالعه جدیدترین فناوری های دنیا، با ربین وب همراه باشید.
