دانشمندان می توانند ژن ها را خاموش و روشن کنند! - سفر به تایلند

به گزارش خبرنگاران، فناوری ویرایش ژن موسوم به کریسپر-کَس9 (CRISPR-Cas9) که در دهه گذشته انقلابی در مهندسی ژنتیک ایجاد کرده 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 شود.

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 توضیح داده شده است، برخلاف روش سنتی، قابل برگشت است و تغییرات ایجاد شده حتی می تواند به سلول های بعدی منتقل شود.

این پروتئین ویرایشگر ژن غیر مخرب به عنوان یک سوئیچ خاموش و روشن ساده برای ژن ها عمل می کند و بدون آسیب رساندن به ماده ژنتیکی سلول ها، مزایای روش کریسپر-کس9 را به طور گسترده فراهم می کند.

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

جاناتان ویسمن از محققان این مطالعه و استاد زیست شناسی در MIT می گوید: داستان بزرگ 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(CH3) به دی ان ای ایجاد می شود.

این ماشین تحت هدایت RNAهای کوچک می تواند گروه های متیل را به نقاط خاص هدایت 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 کنند و به اصطلاح ژن ها را دوباره روشن کنند. 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 کنند.

علاوه بر این، مناطق بزرگ متیله شده به نام جزایر CpG، چیزی که تصور می شد برای مکانیسم متیلاسیون دی ان ای ضروری 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 آنها 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 کنند.

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 شود 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 بزرگسال تحویل دهیم؟ و آیا واقعاً این کار برای تأثیر بر آلزایمر کافی است؟ اینها به خصوص سوال دوم، سوالات بزرگی 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 اظهار داشت و برنامه ای نوشت که توسط سلول به مدت نامحدود به خاطر سپرده و انجام شود. 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.

منبع: ایسنا