ویرایش دقیق‌تر ژنوم انسان با کشف سیستم جدید

این محققان و از جمله دانشمندانی که نخستین بار سیستم انقلابی CRISPR-Cas9 را برای ویرایش ژنوم پستانداران استفاده کرده بودند، ویژگی‌های زیستی غیرمنتظره سیستم جدید را توضیح داده و نشان دادند که می‌توان آن را برای ویرایش ژنوم‌های سلول‌های انسان، مهندسی کرد.

 

اریک لندر، رئیس موسسه Broad و یکی از رهبران اصلی پروژه ژنوم انسان گفت: این کار از پتانسل چشمگیری برای پیشرفت مهندسی ژنتیک برخوردار است.

 

وی افزود: این تحقیق نه تنها به نمایش عملکرد سیستم قبلا ناشناخته CRISPR پرداخته، بلکه همچنین نشان می دهد که آنزیم Cpf1 می‌تواند برای ویرایش ژنوم انسان، مهار شده و از ویژگی‌های قدرتمند و چشمگیری برخوردار است. سیستم Cpf1 نشانگر نسل جدیدی از فناوری ویرایش ژنوم است.

 

محققان به بررسی صدها سیستم CRISPR در انواع مختلف باکتری‌ها پرداخته و به دنبال آنزیم‌هایی با ویژگی‌های سودمند گشتند که برای استفاده در سلول‌های انسان قابل اصلاح هستند.

 

دو کاندید امیدبخش، آنزیم‌های Cpf1 از گونه‌های باکتریایی Acidaminococcus و Lachnospiraceae بودند که محققان نشان دادند می‌توانند موقعیت ژنومی را در سلول‌های انسان هدف قرار دهند.

 

سیستم جدید Cpf1 به شیوه‌های مختلف از سیستم قبلی Cas9 متفاوت بوده و از پیامدهای مهمی برای تحقیقات و درمان و همچنین برای کسب و کار و مالکیت معنوی برخوردار است.
آنزیم Cas9 در شکل طبیعی خود، مجتمعی را با دو آران‌ای کوچک تشکیل می‌دهد که هر دو برای فعالیت برش مورد نیاز هستند.

 

سیستم Cpf1 سادهتر بوده و تنها به یک آران‌ای نیاز دارد. این آنزیم همچنین کوچکتر از SpCas9 بوده که انتقال آن را به درون سلول‌ها و بافت‌ها آسان می‌کند.
Cpf1 به شیوه متفاوتی از Cas9 به برش دی‌ان‌ای می‌پردازد. زمانی که مجتمع Cas9، دی‌ان‌ای را برش می‌دهد، هر دو رشته را از یکجا بریده و پایانه‌های بی نوکی را ایجاد می‌کند که اغلب در زمان اتصال مجدد، تحت جهش قرار می‌گیرند.

 

با مجتمع Cpf1، برش‌های هر دو رشته انحراف داشته و برآمدگی‌های کوتاهی را بر روی پایانه‌های تحت این انحراف باقی می‌گذارد. این امر به جاگذاری دقیق کمک کرده و محققان را قادر می‌سازد تا یک تکه دی‌ان‌ای را با دقت بیشتری ادغام کنند.
این تحقیق در مجله Cell منتشر شده است.
اخبار علمی - ایسنا

ویدیو مرتبط :
ویرایش ژنوم به وسیله CRISPR-Cas9

---

خواندن این مطلب را به شما پیشنهاد میکنیم :

كشف شباهت ژنوم قورباغه و انسان

 

 

 

اگرچه در گذشته تصور می‌شد مغز فرمانده بدن است، اما رفته رفته محققان پی بردند نه تنها خود مغز كه همه رفتارها و خصوصیات آدمی تحت كنترل ماده‌ای دیگر به نام DNA یا ماده ژنتیكی است و این ماده مهم است كه نقش انتقال وراثت را در طول قرن‌های متمادی به عهده داشته و همین موضوع سبب شد توجه دانشمندان به این امر هر روز بیشتر و بیشتر شود.

 

در این راستا بتازگی محققان موفق شدند برای اولین بار توالی و ترتیب ژنوم قورباغه را كشف و شناسایی كنند و در طی این فرآیند، آنها دریافتند شباهت‌های بسیاری بین ژنوم قورباغه و انسان وجود دارد. این تیم تحقیقاتی توانستند نقشه كامل ژنتیكی قورباغه را شناسایی و تجزیه تحلیل كنند و به شباهت‌های زیاد آن با انسان پی ببرند.

 

شاید تا به حال زیاد در مورد شباهت‌های ژنوم انسان و موش شنیده باشید، اما این اولین بار است كه نقشه كامل ژنتیكی قورباغه كه جانداری مابین ماهی و خزندگان است، مرتب تجزیه و تحلیل شده است.

در این تحقیقات دانشمندان متوجه شدند نزدیك به ۸۰ درصد از بیماری‌های ژنتیكی انسان‌ها و ژن‌های مربوط به آن مثل ژن‌های مربوط به بیماری سرطان، تنگی نفس یا حمله قلبی، بسیار شبیه ژن‌های Xenopus است. Xenopus‌ها گروهی از قورباغه‌های منحصر به فرد و معروف هستند كه خاص كشورهای جنوب آفریقا هستند.

 

این نوع از قورباغه‌ها تمام عمر خود را در آب می‌گذرانند و در انتهای انگشتانشان دارای پنجه و ناخن هستند و احتمالا هیچ آزمایشگاه زیستی در دنیا وجود ندارد كه از این جانداران منحصر به فرد استفاده نكند.

 

شباهت ژنتیكی انسان و قورباغه بدین معناست كه می‌توان به كمك بررسی و تجزیه تحلیل ژنوم قورباغه به حقایق زیادی در مورد ژنوم آدمی دست یافت كه این امر می‌تواند در رفع بسیاری از مشكلات ژنتیكی در انسان‌ها كمك كند.

 

قورباغه‌ها دارای یك مزیت بیولوژیكی خاص و بالقوه هستند. این‌كه آنها در بیرون از بدن مادر رشد كرده و بزرگ می‌شوند.

 

بنابراین براحتی می‌توان فرآیند رشد و تحول را در این جاندار مشاهده كرد. به كمك این امتیاز بزرگ به آسانی می‌توان این ارگانیسم‌ها را دستكاری كرد و تغییر داد و با آنها كارهای تحقیقاتی زیادی انجام داد؛ چراكه با ژن‌های آدمی نمی‌توان این كارها را كرد.

 

در واقع با دستكاری ژنوم قورباغه به بسیاری از سوالات در مورد ژن‌های آدمی می‌توان پاسخ داد و به بسیاری از مشكلات ژنتیكی انسان پی برد.تا به حال دانشمندان شاید توالی ژنتیكی ۲۰ نوع مختلف از موش‌ها را بررسی و تحلیل كرده‌اند و به شباهت‌ها و تفاوت‌های ژن‌هایشان با انسان پی برده‌اند.

 

اما با تحقیقات اخیر و كشف توالی ژنوم قورباغه، آنها بیش از پیش به پیچیدگی‌های ژنتیكی آدمی دست یافته‌اند و امیدوارند در آینده با تحقیقات بیشتر روی ژنوم این جاندار و دیگر جانداران، موفق به شناسایی هرچه بیشتر ژنوم انسان و حل مشكلات ژنتیكی شوند.