هارفارد، ميت جعل الجدل كريسبر أداة تحرير الجينات أكثر قوة <[SET:descriptionar]تجاوز العلماء عقبة رئيسية أمام
جدول المحتويات:
- العلماء حل مشكلة التسليم
- إنزيم أصغر فعالية في تحرير الجين
- تواجه كريسبر أيضا تحديات أخرى قبل أن يمكن استخدامها على نطاق واسع لعلاج الأمراض البشرية.
أحدث التطورات في تحرير الحمض النووي لديها القدرة على علاج مجموعة واسعة من الأمراض البشرية من أي وقت مضى. ولكن العلماء لا تزال بحاجة إلى حل مشكلة إجراء تلك التغييرات في جميع خلايا الجسم التي تحتاج إليها.
الآن، مجموعة من الباحثين من معهد برود في جامعة هارفارد ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (ميت) وحددوا انزيما أصغر من شأنها أن تجعل من الأسهل لتقديم آلات تحرير الجينات مباشرة إلى الخلايا داخل الجسم.
أدفرتيسيمنتادفرتيسيمنتهذا النظام المتطور لتحرير الجينوم - المعروف باسم كريسبر - يستخدم بالفعل لإجراء تغييرات دقيقة على الحمض النووي للحيوانات المختبرية.
ويأمل الباحثون في أن يستهدفوا الأمراض البشرية في نهاية المطاف بهذه الطريقة. من خلال تعطيل أو تغيير الجينات في الخلايا البشرية، قد يكون العلماء في يوم من الأيام قادرين على علاج الأمراض التي تتراوح بين التليف الكيسي وأمراض القلب والسكري.
في حالة بعض الأمراض، يمكن للعلماء استخراج الخلايا الجذعية من الدم وتغييرها باستخدام كريسبر. ثم يعودون الخلايا المعدلة إلى جسم المريض.
إعلانبالنسبة للأمراض الأخرى، على الرغم من ذلك، يحتاج العلماء إلى استخدام فيروس معاق لتسليم نظام كريسبر بأكمله إلى الخلايا. يجب أن تتضمن هذه الحزمة إنزيم جرثومي - يعرف باسم Cas9 - الذي يجعل التخفيضات في الحمض النووي وقطعة من الحمض النووي الريبي التي توجه الإنزيم إلى المكان الصحيح.
>حقن واحد يمكن أن تخفض بشكل دائم الكولسترول، خطر هجوم القلب
أدفرتيسيمنت أدفرتيسيمنتالعلماء حل مشكلة التسليم
واحدة من أكثر واعدة تسليم المركبات، أو ناقلات، لتسليم كريسبر في الناس هو فيروس الغدة المرتبطة (آف). ومن غير المعروف أن هذا المتجه يسبب مرضا إنسانيا وقد تمت الموافقة عليه بالفعل في أوروبا لاستخدامه في التجارب السريرية.
ومع ذلك، آف لديها قدرة شحن محدودة. وهذا يجعل من الصعب تجميع كل القطع اللازمة لتحرير الجينوم.
حل واحد هو العثور على ناقلات التي يمكن أن تحمل أكثر من ذلك. ولكن آف لديها بالفعل سجل حافل. بدلا من ذلك، وضع الباحثون من معهد برود مشاهدهم على العثور على انزيم Cas9 أصغر، واحدة من شأنها أن تناسب أكثر سهولة داخل آف.
وهذا ينطوي على غربلة 600 أو نحو ذلك إنزيمات Cas9 من سلالات مختلفة من البكتيريا. وقلص الباحثون هذه القائمة إلى ستة مرشحين محتملين.
"وقال لوجين كونين، وهو باحث كبير في المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية، ومؤلف مساهم في الدراسة:" لحسن الحظ، تبين أن أحد بروتينات كاس 9 الأصغر هذه مناسب لتطوير المنهجية الموصوفة في هذه الورقة " ، فى بيان صحفى.
أدفرتيسيمنت أدفرتيسيمنتإنزيم كاس 9 المعروض في الورقة، الذي نشر اليوم في ناتشر، هو من البكتيريا ستافيلوكوكوس أوريوس ، والتي يمكن أن تسبب الالتهابات ستاف في البشر.وهو أصغر بنسبة 25 في المئة من واحد المستخدمة حاليا مع كريسبر، وهو من العقدية بيوجينيس.
يمكن للعلماء الآن تحرير الجينوم البشري، رسالة واحدة في كل مرة »
إنزيم أصغر فعالية في تحرير الجين
مع حل مشكلة التعبئة والتغليف، حدد الباحثون لاختبار ما إذا كان إنزيم Cas9 أصغر عملت وكذلك الإصدار الحالي.
إعلانبحثوا في عدد التخفيضات غير المقصودة، أو الأخطاء، التي أدلى بها Cas9 إلى مناطق أخرى من الحمض النووي. في هذا الصدد، كان أصغر Cas9 دقيقة تماما كما انزيم من S. المقيحة.
يوفر هذا Cas9 الجديد سقالة ل … تساعدنا على خلق نماذج أفضل من المرض، وتحديد الآليات، وتطوير علاجات جديدة. فنغ تشانغ، معهد ماساتشوستس للتكنولوجيابعد ذلك، وضع الباحثون أصغر Cas9 للعمل على علاج محتمل لأمراض القلب. حقن الباحثون نظام تسليم آف - مع كاس 9 أصغر في السحب - في كبد الفئران.
أدفرتيسيمنتادفرتيسيمنتكان الهدف ل Cas9 جين يسمى PCSK9 الذي يرتبط ارتفاع نسبة الكولسترول وأمراض القلب. مرة واحدة تسليمها، أدلى Cas9 تخفيضات لهذا الجين، تعطيل ذلك بشكل فعال.
بعد أسبوع من العلاج، انخفضت مستويات الكوليسترول في الفئران. استمرت هذه الآثار لمدة تصل إلى شهر.
هذه التكنولوجيا هي طريق طويل من علاج المرض لدى البشر. مثل غيرها من تقنيات التحرير الجيني واعدة، ومن المرجح أن تواجه نكسات على طول الطريق كريسبر.
إعلانولكن نجاح الباحثين يضيف إلى الأدوات المتاحة لتحرير جينات الناس.
أدفرتيسيمنتادفرتيسيمنت علم الجينوم مقابل علم الوراثة: نلقي نظرة أكثر قربا»>
دنا التحرير يواجه العقبات الأخلاقيةتواجه كريسبر أيضا تحديات أخرى قبل أن يمكن استخدامها على نطاق واسع لعلاج الأمراض البشرية.
واحد هو سلامتها. كريسبر هو أسرع وأسهل للاستخدام من غيرها من تقنيات تحرير الجينات. ولكن هذا لا يعني أنه أكثر دقة. يمكن أن يحدث تخفيضات خارج الهدف إلى الحمض النووي عندما تسلسل مشابه ولكن ليست متطابقة إلى رنا دليل. قد يكون لهذا عواقب صحية غير مقصودة - وربما مميتة.
وقد أثارت الطبيعة الدقيقة لتقنية تحرير الجينات أيضا أسئلة أخلاقية. ويمكن استخدام هذه التقنية لعلاج المرض، ولكن يمكن أن تستخدم أيضا لتعزيز الصفات مثل الذكاء أو المظهر الجسدي في ما يسمى "الأطفال المصممين. "
ويمكن إجراء بعض هذه التغييرات على السلالة الجرثومية البشرية - الحيوانات المنوية والبيض والأجنة - حتى يتم نقلها إلى الأجيال القادمة.
أنا شخصيا أعتقد أننا فقط ليست ذكية بما فيه الكفاية … أن تشعر بالراحة حول عواقب تغيير الوراثة، حتى في فرد واحد.الدكتور ديفيد بالتيمور، معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا
وردا على هذا التهديد، قامت مجموعة من علماء الأحياء - دعا لفرض حظر عالمي على استخدام هذه التقنية في البشر في أي الطريقة التي يمكن - بما في ذلك المخترع من نهج كريسبر أن تنتقل إلى ذرية.الوقف الاختياري سيوفر للعلماء، والأخلاقيين، والوقت العام لدراسة التأثير المحتمل لهذه الطريقة.
واضاف "اننا تقلق الناس بإجراء تغييرات دون معرفة ما تعنيه هذه التغييرات من حيث الجينوم العام"، وقال الدكتور ديفيد بالتيمور، وهو عضو في مجموعة صحيفة نيويورك تايمز. "أنا شخصيا أعتقد أننا فقط ليست ذكية بما فيه الكفاية - ولن يكون لفترة طويلة جدا - أن تشعر بالراحة حول عواقب تغيير الوراثة، حتى في فرد واحد. "مصمم الأطفال يمكن أن يكون الحق في الزاوية»
