מעניין

כל מה שרציתם לדעת על CRISPR

כל מה שרציתם לדעת על CRISPR

CRISPR היכה לאחרונה גלים בקהילת המדע. עם זאת, טכנולוגיה זו טרם קיבלה את הפופולריות המגיעה לה מחוץ לקהילה המדעית.

ראה גם: פרוטאינים "אנטי-קריספר" מפורטים לאחרונה עשויים להחזיק את המפתח לעריכה גנטית בטוחה

ורבים אפילו לא יודעים מה זה CRISPR, ומה הוא עושה. אז במאמר זה, בואו נסתכל לעומק יותר!

CRISPR מייצג "חזרות פלינדרומיות קצרות מקובצות באופן קבוע", והיא טכנולוגיה המאפשרת למדענים לערוך DNA של כל גנום. על ידי עריכת DNA, מדענים יכולים לשנות מאפיינים מסוימים של אורגניזם.

המחקר על CRISPR וזה ההתפתחויות המשמעותיות ביחס לתפקודו ומאפייניו הועלה לראשונה על ידי חוקר בשם פרנסיסקו מוג'יקה בשנת 1993. הוא החל לעבוד על ה- CRISPR בשנות התשעים.

עם כל שנה שחלפה התחלנו לרכוש יותר ויותר ידע על CRISPR בשל המחקרים הרבים שנערכו ברחבי העולם, עם פרטים משמעותיים שנחשפו בשנת 2005, שם חוקר בשם אלכסנדר בולוטין גילה את Cas9, אנזים חיתוך DNA המאפשר עריכה בגנום התא עצמו. .

כדי להעלות את אור הזרקורים ל- CRISPR, ראשית עלינו להסתכל על הזמן שלפני CRISPR. זו הייתה תקופה בה מדענים ניסו לערוך את ה- DNA ללא הצלחה רבה או ללא הצלחה.

עם זאת, CRISPR שינה את כל התרחיש הזה. עם CRISPR, המדענים היו מצוידים בכל הכלים הנכונים הדרושים לחיתוך כל חומר גנטי, והחלק הטוב ביותר הוא ש- CRISPR אפשר להם להשיג את ההישג הזה קל ומהיר יותר משיטות אחרות.

CRISPR נטען בחלבון המכיל מאפייני חיתוך רצף ומערכת מיקוד. כיצד הצליחו המדענים לזהות זאת? הבה נסביר;

נגיפים תוקפים חיידקים ומשמידים את החיידקים על ידי ניסיון לשכפל או להתרבות בתוך החיידק. לאחר פרק זמן מסוים, הנגיפים החדשים יתפרצו מתוך הציטופלזמה של התא כדי להדביק חיידקים נוספים ויהרגו את המארח בתהליך.

עם זאת, כמה חיידקים פיתחו מנגנון הגנה כדי לעצור את ביצת הנגיפים. הפיתרון שלהם?

חותכים את הנגיף לחתיכות כאשר הם באים במגע עם החיידקים. הם משתמשים בחלבונים כדי לחתוך את הנגיף ולשלב בתוכו מעט מה- DNA של הנגיף, הנקרא RNA guide (gRNA), כך שהחיידקים יוכלו לזהות את אותם וירוסים בעתיד ולתקוף אותם בקלות.

ה- Cas9 שייך לחלבון חזק של חיתוך DNA, יעיל בהרבה בחיתוך נגיפים מתקדמים וחזקים יותר. צריך גם להבין שה- Cas9 הוא רק אחד מבין חלבוני החיתוך הרבים של ה- DNA שהמדענים משתמשים בהם.

ישנם גם חלבונים אחרים זמינים, כלומר ה- Cas3 שיכול לצרוך את ה- DNA במקום פשוט לחתוך אותם.

כדי לתכנת את החיידקים לחתוך חלק מסוים של ה- DNA, עליהם לתכנת את ה- RNA המדריך עם המידע הנכון. ואז הם מזריקים את ה- RNA והחלבון לחיידקים.

לאחר שהמדענים מזריקים את ה- RNA המדריך ואת ה- Cas9 לחיידקים, ה- CRISPR-Cas9 מוכן.

אבל יש יותר ב- CRISPR מאשר רק לחתוך DNA ולהוציא את הגנום מחוץ לוועדה. CRISPR מסוגל גם לצרף קטע DNA נוסף לחלק בו הוא ביצע את החתך לתיקון הגנום.

עם גילוי CRISPR חלה עלייה משמעותית בהתעניינות בטכנולוגיה זו ממחלקות מדע שונות. מכיוון ש CRISPR מעניק למדענים את היכולת לשנות את מבני ה- DNA באורגניזמים, יש לו מגוון רחב של יישומים, אפילו על בני אדם.

מדענים יכולים להנדס צמחים שיכולים לשרוד בתנאים קשים, תרופות שיכולות לרפא סרטן ללא עקבות, פירות גדולים יותר בנפחם ובבשרם וכו '.

חוקרי ביו החלו לבדוק את CRISPR בקנה מידה גדול לא רק בגלל היכולות המדהימות שלהם, אלא גם בגלל העובדה שהנדסת CRISPRs היא חסכונית מאוד משיטות עריכת גנום אחרות שהיו בשימוש לפניה.

בהיותו כלי שיכול לערוך את ה- DNA, יש חששות שמרחפים מעל השימוש ב- CRISPR לשינוי הגנטיקה האנושית.

החדשות האחרונות בסין, שם ערכו את הגנום של התאומים לולו וננה לפני הלידה, הן מקרה כזה שמעורר חשש מפני השימוש ב- CRISPR. דיווחים מראים כי לתאומים היו שיפורים ב- CRISPR כדי להפוך אותם לחסינים מפני נגיף ה- HIV.

עם זאת, המחקר האחרון הראה כי הוסר גם גנים בשם CCR5 מגופם, מה שמבחינה תיאורטית יכול להפוך אותם לביצועים טובים יותר בבית הספר מכיוון שמוצג הסרת CCR5 מקנה זיכרון טוב יותר.

שינוי גנטי של בני אדם נידון בכל רחבי העולם וכעת, הצוות הסיני בראשות ג'יאנקוי מהאוניברסיטה הדרומית למדע וטכנולוגיה, שנזן נמצא כעת בחקירה.

הנוירוביולוג המפורסם מאוניברסיטת קליפורניה, אלקינו ג'יי סילבה, הגיב על כך;

"התשובה היא ככל הנראה שכן, היא השפיעה על מוחם. הפרשנות הפשוטה ביותר היא שכנראה מוטציות אלה ישפיעו על התפקוד הקוגניטיבי אצל התאומים, אי אפשר לחזות את ההשפעה המדויקת על ההכרה של הבנות, ולכן אין לעשות זאת. "

תינוקות שעברו שינוי גנטי מכונים "תינוקות מעצבים" והתרגול עצמו אינו נחשב לאתי. אז עדיין יש ענן אי הוודאות שצף על גבי CRISPR ובוודאי, אימוץ המיינסטרים של CRISPR ידרוש תקנות וכללים שנקבעו כדי להבטיח שלא משתמשים בטכנולוגיה באופן לא מוסרי.

אין ספק שה- CRISPR היא טכנולוגיה שאנחנו עדיין לא מבינים לגמרי, וכן, אנחנו זקוקים ליותר זמן בפיתוח וחקר אודותיה, ועוזרים לנו למתוח את הקו לאן שצריך למתוח אותו,

יחד עם זאת, מדובר בטכנולוגיה שיכולה לדחוף אותנו לכיוונים הנכונים, ולעזור לנו לפתח חומרים ואורגניזמים מתקדמים שיכולים להעשיר את חיינו.

בואו נראה מה צופה העתיד של CRISPR והמין האנושי!


צפו בסרטון: Genome Editing with CRISPR-Cas Systems: Challenges and Opportunities (דֵצֶמבֶּר 2021).