دانشمندان اکنون می توانند ژن ها را خاموش و روشن نمایند - وبلاگ دیجی سافت

به گزارش وبلاگ دیجی سافت، به لطف دستیابی به یک موفقیت عظیم در فناوری ویرایش ژن موسوم به کریسپر (CRISPR) اکنون تغییراتی که از طریق این روش ایجاد می گردد، کاملاً برگشت پذیر هستند.

به گزارش ایسنا و به نقل از آی ای، فناوری ویرایش ژن موسوم به کریسپر-کَس9 (CRISPR-Cas 9) که در دهه گذشته انقلابی در مهندسی ژنتیک ایجاد نموده است، شامل برش رشته های دی ان ای است که این فرآیندی است که کنترل آن بسیار سخت است و می تواند منجر به تغییرات ژنتیکی ناخواسته گردد.

اکنون به لطف محققان موسسه فناوری ماساچوست (MIT) و دانشگاه کالیفرنیا سانفرانسیسکو (UCSF)، یک فناوری ویرایش ژن جدید به نام کریسپر آف (CRISPRoff) می تواند این رویه را تغییر دهد.

این روش که در مقاله ای در مجله Cell شرح داده شده است، برخلاف روش سنتی، قابل برگشت است و تغییرات ایجاد شده حتی می تواند به سلول های بعدی منتقل گردد. این پروتئین ویرایشگر ژن غیر مخرب به عنوان یک سوئیچ خاموش و روشن ساده برای ژن ها عمل می نماید و بدون آسیب رساندن به ماده ژنتیکی سلول ها، مزایای روش کریسپر-کس9 را به طور گسترده فراهم می نماید.

لوک گیلبرت نویسنده ارشد این مطالعه می گوید: چهار سال از اعطای یاری اقتصادی اولیه گذشته است و کریسپر آف خاتمه همانطور که در داستان های علمی-تخیلی پیش بینی شده است، عمل می نماید. دیدن اینکه این روش در عمل به خوبی کار می نماید، هیجان انگیز است.

جاناتان ویسمن از محققان این مطالعه و استاد زیست شناسی در MIT می گوید: داستان عظیم اینجاست که ما اکنون یک ابزار ساده داریم که می تواند بیشتریت ژن ها را ساکت کند. ما می توانیم این کار را برای چندین ژن به طور همزمان و بدون آسیب به دی ان ای، با همگنی زیاد و به نوعی قابل برگشت انجام دهیم. این یک ابزار عالی برای کنترل بیان ژن است.

در سیستم کلاسیک کریسپر-کس9، محدود کردن نتیجه سخت است و این همان جایی است که محققان فرصتی برای توسعه نوع دیگری از ویرایشگر ژن دیدند.

محققان یک ماشین پروتئینی کوچک برای ساخت ویرایشگر اپی ژنتیک ایجاد کردند که می تواند متیلاسیون دی ان ای طبیعی را تقلید کند؛ مکانیسمی اپی ژنتیکی که با افزودن گروه متیل (CH 3) به دی ان ای ایجاد می گردد. این ماشین تحت راهنمایی RNA های کوچک می تواند گروه های متیل را به نقاط خاص راهنمایی کند. ژن های متیله شده سپس ساکت یا خاموش می شوند.

این کار توالی رشته دی ان ای را تغییر نمی دهد و محققان را قادر می سازد با استفاده از آنزیم هایی که گروه های متیل را از بین می برند، اثر خاموش کردن را معکوس نمایند و به اصطلاح ژن ها را دوباره روشن نمایند. محققان این روش را کریسپر آن (CRISPRon) نامیده اند.

محققان کشف کردند که می توانند از این کلید خاموش و روشن برای هدف قرار دادن بیشتر ژن های ژنوم انسانی استفاده نمایند.

علاوه بر این، مناطق عظیم متیله شده به نام جزایر CpG، چیزی که تصور می شد برای مکانیسم متیلاسیون دی ان ای لازم است نیز توسط کریسپر آف ساکت شد.

این روش روی سلول های بنیادی پرتوان القایی که سلول هایی هستند که می توانند به سلول های دیگر در بدن تبدیل شوند، آزمایش شد. هنگامی که محققان ژنی را در سلول های بنیادی خاموش کردند و باعث شدند آن ها به سلول های عصبی تبدیل شوند، مشاهده شد که ژن در 90 درصد سلول ها ساکت مانده است. این نشان می دهد که سلول ها حافظه ای از تغییرات اپی ژنتیکی ساخته شده توسط سیستم کریسپر آف را حفظ می نمایند.

محققان در مطالعه دیگری از این فناوری برای ساکت نگه داشتن پروتئین تائو (Tau) که می تواند توده هایی در مغز ایجاد کند و باعث از دست دادن حافظه گردد و در بیماری آلزایمر نقش دارد، در سلول های عصبی استفاده کردند. مشاهده شد که اگرچه کریسپر آف نتوانست آن را کاملاً خاموش کند، اما می توان از آن برای کاهش بیان تائو استفاده کرد.

ویسمن می گوید: آنچه ما نشان دادیم این است که این روش یک استراتژی مناسب برای خاموش کردن تائو و جلوگیری از بیان پروتئین است. سوال این است که چگونه این را به افراد عظیمسال تحویل دهیم؟ و آیا واقعاً این کار برای تأثیر بر آلزایمر کافی است؟ این ها به خصوص سوال دوم، سوالات عظیمی هستند.

محققان اکنون به دنبال روش های جدید استفاده از فناوری ویرایش ژن هستند. گیلبرت می گوید: با استفاده از این فناوری جدید کریسپر آف، می توان یک پروتئین را به طور خلاصه بیان نمود و برنامه ای نوشت که توسط سلول به مدت نامحدود به خاطر سپرده و انجام گردد. این فناوری بازی را تغییر می دهد. ما اکنون می توانیم نسخه دوم از روش کریسپر-کس9 را ایجاد کنیم که ایمن تر از روش قبلی و به همان اندازه کارآمد است.