ለጂን መተባበር አዲስ መሳሪያ
ተመራማሪዎቻቸው ተግባራቸውን በተሻለ ለመረዳት የጂንስን ገለፃ በቀላሉ ለመለወጥ ሊጠቀሙበት የሚችል በጣም አስፈላጊ ቴክኖሎጂ ነው.
CRISPR በትክክል ምን ማለት ነው?
ሲአርሲአር (CRISPR) ለክፍለ -ነገር የተደነገጉ የተደናቀፈ-የተከለለ አጭር ክሊፓንሚክ መድገም- ለየት ያለ ቴክኖሎጂ እጅግ አሰልቺ ነው. ለምን አስፈሪ ስም? ይህ የሆነው በ 1980 ዎቹ መጨረሻዎች ባክቴሪያ ውስጥ ለመጀመሪያ ጊዜ የተገኙበት በተደጋጋሚ በተደጋጋሚ የዲኤንኤ ተለዋዋጭ ዲ ኤን ኤ ምን ያህል እንደተለቀቀ ስለማያውቁ ነው. በተወሰኑ ባክቴሪያዎች ውስጥ በጂኖሚክ ዲ ኤን ኤ ውስጥ አንዳንድ እንግዳ የሆነ ገጽታ ነበሩ.
በካሊፎርኒያ ዩኒቨርሲቲ ባልደረባ የሆኑት ጄኒፈር ዱዳኒ እነዚህ ቅሪተ አካላት ባክቴሪያውን የተበከሉትን አንዳንድ የቫይረሶች ዲ ኤን ኤዎች ጋር ለማጣጣም እስከ 20 ዓመታት ድረስ ወስዶባቸዋል. እንደ ተለቀቀ, የ CRISPR ቅደም ተከተሎች ለ ባክቴሪያዎች የበሽታ መከላከያ ስርዓት ነበሩ.
እንዴት ነው የሚሰራው?
ደኡና እና ተባባሪዋ ኤማኑዌለን ቻሌይነር በመጨረሻም በቫይረስ ተከቦ በቫይረስ ከተያዙ እነዚህ አጭር አጎራባች የዲ ኤን ኤ ቁርጥራጮች ከቫይረሱ ዲ ኤን ኤ ጋር የሚጣጣሙ ባክቴሪያዎች ወደ ጂ ኤን ኤ ወደ ኤን ኤ ኤን የተጣጣመውን ኤን ኤን ኤ እንዲሰራ ለማድረግ ይጠቀምባቸዋል.
ከዚያም, CRISPR የሚለቀቀው ሲዲ (RNA) ሁለተኛ ዲ ኤን ኤ (CRISPR) ከተፈጠረው የዲ ኤን ኤ አካል (CasSc) የተሰኘው የሲ.ኤስ.ኤ. (Cas9) ከተባለው ፕሮቲን ጋር ተገናኘ. ይህ ፕሮቲን ቫይረሱ ዲ ኤን ኤን ይይዛል እና ቫይረሱን ያራግፋል.
ተመራማሪዎች ይህን የ CRISPR አቅም በመጠቀም የዘር ግኝቶችን ለማስወገድ የተወሰኑ የዲ ኤን ኤ ቅደም ተከተሎችን ለመለየት ሊጠቀሙበት እንደሚችሉ ተገንዝበዋል.
በጂኖሚ ዲ ኤን ኤ ውስጥ የተወሰኑ ቦታዎችን ለመምታትና ለመቁረጥ ሊጠቀሙባቸው የሚችሉ ዚንክ እጆች እና ኒውክሊየንስ የመሳሰሉ ሌሎች ዘዴዎች ቢኖሩም, እነዚህ አቀማመጦች በዲ ኤን ኤ ውስጥ የተወሰኑ ክልሎችን ለመምረጥ በጠንካራ ፕሮቲኖች ላይ ይመረኮዛሉ. እነዚህን ቀደም ያሉ አቀራረቦችን በመጠቀም ብዙ ጂኖችን በመጠቀም ማሻሻያ ማድረግ እና ማሻሻል አስቸጋሪ ነው.
ይህን ያህል ጠቃሚ ያደረገው ምንድን ነው?
የ CRISPR ስርዓት በ A ራት የ ARN አጫጭር መርሆዎች ላይ የተመሠረተ ነው: ከዲጂኤን ክልል ጋር የሚጣጣም A ንድና ሁለተኛው ደግሞ Cas9 ተብሎ ከሚጠራ ፕሮቲን ጋር የተጣመረ ነው. እንደ እውነቱ ከሆነ, እነዚህ ሁለቱም የአር ኤን ኤ ቁራጮችን አንድ ላይ ተጣምረው ሁለትዮሽ የተባለ አር ኤን ኤ ሞለኪውል ውስጥ ሊዋሃዱ ይችላሉ. ይህ ማለት በየትኛውም የጂኖም ውስጥ ዲ ኤን ኤ ለመቁረጥ የሚያስፈልገውን የ Cas9 ፕሮቲን እና አንድ ረጅም የኤርዝ አር ኤን ኤ 85 ውዝግቦች ረጅም ነው. ነጠላ መንገዶችን አር ኤን ኤ የሚያዘጋጅ ዲ ኤን ኤ ለማስተዋወቅ በአንጻራዊነት ቀላል ነው, እና የካስካ የፕሮስቴት ፕሮቲን በአጠቃላይ CRISPR የሚያደርጓቸው ማናቸውም ሴሎች ናቸው.
ይሁን እንጂ ከሌሎች የ TALENS እና የዚንክ ጣቶች ይልቅ የ CRISPR ቴክኖሎጂ ብቸኛው ጠቃሚ ነው. የ CRISPR ስርዓቱ ከእነዚህ አማራጭ ዘዴዎች የበለጠ ውጤታማ ነው.
ለምሳሌ, በሀርቫርድ አንድ ቡድን CRISPR የተተኮሰውን ዘረ-መል (ጅን) በ 51% -79% ጉዳዩን ሰርዞታል, TALENS ውጤታማነት ደግሞ ከ 34% ያነሰ ነበር. በዚህ ከፍተኛ ውጤታማነት የተነሳ አንድ ቡድን በአንድ ጅረት ውስጥ ዝርጋጭ አይጥቶችን ለማምረት በማህፀን ውስጥ የሚገኙ ጂኖችን በቀጥታ ለማጥቃት CRISPR ቴክኖሎጂን መጠቀም ችሏል. በተቀነባበረው ዘረ-መል (ጅል) ውስጥ ሁለቱንም የማዳቀል ዘዴዎች ወደ ሚገባቸው ስርዓት በመሄድ መሰረታዊ አሰራርን ይጠይቃል.
ሌላ ምን ማድረግ ይችላል?
አንዳንድ ቡድኖች አንድ ጂን ከመሰረዝ በተጨማሪ, ከሌሎች ጥቂት ስልቶች ጋር, ለተለያዩ የጄኔቲክ ማራኪያዎች ጥቅም ላይ ሊውሉ እንደሚችሉ ተገንዝበዋል. ለምሳሌ, በ 2013 መጀመሪያ ላይ ከ MIT ቡድን አንድ ቡድን CRISPR አዲስ ጂኖችን ወደ ጂኖሚክ ዲ ኤን ኤ ለመግባት ሊያገለግል ይችላል. ከዚያ በኋላ ብዙም ሳይቆይ በ UCSF ቡድን ውስጥ የተሻሻለ የስርዓተ-ቫይረስ ስርዓተ-ዒላማ (CRISPRi) የተሰራውን የቢዝነስ ጂኖችን በባክቴሪያዎች ውስጥ ለመጨቆን ተገድዷል.
በቅርቡ ደግሞ በዱክ ዩኒቨርሲቲ የተቋቋመው ቡድን የሂንዱዎች ስብስቦችን ለማንቀሳቀስ የስርዓቱን ልዩነት ፈጥሯል. በርካታ ቡድኖችም በተለያየ የእንስሳት ምላሾች ውስጥ የትኛው ተሳታፊ እንደሚሳተፍ ለማወቅ ብዙ የአዕዋስ ዝርያዎችን በአንድ ጊዜ ለማየትና ከእነዚህ ዘዴዎች ጋር አብሮ በመሥራት ላይ ናቸው.
የጄኔቲክ ኢንጂነሪንግ አሻንጉሊት አዲስ
ለጄኔቲክ የምህንድስና ምሕንድስና እና ለበርካታ አተገባበሮች ለመተግበር በሚደረገው ጥረት ላይ ይህ እጅግ በጣም ከፍተኛ የሆነ ልዩነት አለ. ይሁን እንጂ ችግሮቹን መወጣት የሚያስፈልጋቸው አንዳንድ ችግሮችም አሉ. በአብዛኛው ጊዜ እንደ አዳዲስ ቴክኖሎጂዎች ሁሉ ውሱንነት በሚፈጠርበት ቦታ ላይ ለመሥራት የተወሰነ ጊዜ ይወስዳል. ለምሳሌ ያህል በሃርቫርድ የሚገኙ ተመራማሪዎች እንደአስፈላጊነቱ CRISPR ዒላማ ማድረግ እንደ መጀመሪያው አስተሳሰብ ትክክለኛ ላይሆን ይችላል. የሲ.ሲ.አ.ሲ.-ዒላማ- ተፅእኖዎች ዲ ኤን ኤን በማጥፋት ያልተለመዱ ለውጦችን ሊያስከትሉ ይችላሉ.
ምንም እንኳን ፈታኝ ሁኔታዎች ቢኖሩም, CRISPR የጂኖሚ ዲ ኤንኤን መቀየር የሚያመቻች ሁኔታን በግልጽ የሚያሳይ ሲሆን ይህም ተመራማሪዎች በሰብአዊው ጂኦም ውስጥ በአስር ሺህዎች የሚቆጠሩ ዘረ-መልዎች እንዴት እንደሚረዱ በቀላሉ እንዲረዱ ያስችላቸዋል. ይህ በሽታ ብቻ እንጂ በሽታው እንዳይታወቅና እንዲመረመር ማድረግ አስፈላጊ ነው. በተጨማሪም ተጨማሪ የቴክኖሎጂ ሽግግር ለቴክኒካዊ ሕክምናው ጠቃሚ ሊሆን ይችላል. ለጂን ቴራፒ አዲስ ዘዴን ሊያቀርብ ይችላል. ይሁን እንጂ, እነዚህ እድገቶች አንድ መንገድ ናቸው. ለአሁኑ በዚህ አዲስ የምርምር መሣሪያ ፈጣን እድገት መገንዘቡ እና ሊፈታ ስለሚችለው የሙከራ ዓይነቶች አስቡ.
(የተለጠፈው: መስከረም 30, 2013)