Genə manipulyasiya üçün yeni bir vasitədir
Tədqiqatçılar funksiyalarını daha yaxşı başa düşmək üçün genlərin ifadəsini asanlıqla dəyişdirmək üçün istifadə edə biləcək çox çevik bir üsuldur.
CRISPR nədir?
CRISPR Kümelenmiş Daimi-Çapraz Qısa Palindromik Repeats - maraqlı bir texnologiya üçün olduqca darıxdırıcı bir ad. Niyə zəhmli ad? Çünki ilk növbədə 1980-ci illərin sonlarında bakteriyalarda aşkar edildikdə, təsadüfi DNT sekansları ilə ayrılan təkrarlanan DNT-nin qısa uzunluğunun nə olduğunu heç kim bilmirdi. Bəzi bakteriyaların genomik DNT-də bəzi qəribə xüsusiyyətlər var idi.
Kaliforniya Universitetində Jennifer Doudna deyilənə qədər təxminən 20 il keçdi ki, bu ardıcıllıqlar bakteriyalara yoluxmuş müəyyən viral DNT-lərin bir hissəsidir. Çıxarılıb ki, CRISPR ardıcıllığı bakteriyalar üçün bir növ immunitet sistemi idi.
Bu necə işləyir?
Doudna və onun əməkdaşı Emmanuelle Charpentier, nəticədə virusun yoluxduğu zaman viral DNA ilə uyğunlaşan bu qısa təkrarlanan DNT parçaları olan bakteriyaların invading virusun DNT-ləri ilə əlaqəli RNA etmək üçün istifadə edəcəyini ortaya qoydu.
Daha sonra, CRISPR-i təkrarlayan təsadüfi DNT-dən edilən ikinci bir RNA parçası Cas9 adlı bir proteinlə qarşılıqlı təsir etdi. Bu protein virus DNA'sını parçalayacaq və virusu inaktivləşdirəcəkdir.
Tədqiqatçılar tez-tez genləri yıxmaq üçün xüsusi DNA ardıcılları kəsmək üçün CRISPR-in bu qabiliyyətini istismar edə bilirdilər.
Genomik DNT-də xüsusi yerləri hədəfləmə və kəsmək üçün istifadə edilə bilən sink barmaq nukleazları və TALENS kimi digər üsullar da olsa da, bu yanaşmalar DNT-nin xüsusi bölgələrinə dəyişikliklərin hədəflənməsi üçün həddindən artıq proteinlərə əsaslanır. Bu əvvəlki yanaşmalardan istifadə edərək çox miqdarda genlərin modifikasiyasının dizaynını və həyata keçirilməsini çətinləşdirmək çətindir.
Nə qədər faydalıdır?
CRISPR sistemi yalnız RNA-nın iki qısa ədədinə əsaslanır: birincisi, hədəflənmiş DNT bölgəsinə, ikincisi isə Cas9 adlı bir proteinə bənzəyir. Əslində, baxmayaraq ki, bu qısa RNA ədədlərinin hər ikisi də xüsusi bir DNA sekansını hədəfləyən və Cas9 parçalanma proteinini qəbul edən bir cüt funksiyalı tək- yönlü RNA molekuluna birləşdirilə bilər. Bu, Cas9 proteininin və 85 əsas uzunluğunun bir qisimi olan bir RNA-nın genomun demək olar ki hər hansı bir yerində bir DNT kəsmək üçün lazım olanıdır. DNT-ni birbaşa RNA və Cas9 proteini hazırlamaq üçün demək olar ki, sadədir.
Buna baxmayaraq, əlverişli hədəf CRISPR texnologiyasının digər TALENS və çink barmaqları üzərində üstünlüyü deyil. CRISPR sistemi bu alternativ yanaşmalara nisbətən daha səmərəlidir.
Məsələn, Harvarddakı bir qrup, CRISPR'in iddiaların% 51-79'ında hedef genini sildiğini, TALENS verimliliğinin% 34'den az olduğunu tespit etdi. Bu yüksək effektivliyə görə bir qrup birbaşa nəsil transgenik siçan istehsal etmək üçün embrion siçanların genlərini birbaşa döymək üçün CRISPR texnologiyasından istifadə edə bildi. Standart yanaşma, hədəflənmiş bir genin hər iki nüsxəsində də mutasiya almaq üçün bir neçə cütlüyün irəliləməsini tələb edir.
Digər nə edə bilər?
Bir genin silinməsi ilə yanaşı, bəzi qruplar da bir neçə dəyişikliklə sistemin digər növ genetik manipulyasiya üçün istifadə oluna biləcəyini də fərq etmişdir. Məsələn, 2013-cü ilin əvvəlində MİT-in bir qrupu CRISPR-in genomik DNT-ə yeni genlər əlavə etmək üçün istifadə oluna biləcəyini göstərmişdir. Qısa müddətdən sonra UCSF-də bir qrup, bakteriyalarda hədəf genlərin ifadəsini təzyiq etmək üçün CRISPRi adlı sistemin dəyişdirilmiş versiyasını istifadə etdi.
Daha yaxınlarda, Duke Universitetində bir qrup da genlərin dəstini aktivləşdirmək üçün sistemin bir çeşidi yaratdı. Bir sıra qruplar indi də bu yanaşmaların varyasyonları ilə müxtəlif bioloji reaksiyalarda iştirak edən bir çox genləri bir anda ekrana çəkmək üçün çalışırlar.
Genetik Mühəndisliyinin Parlaq Yeni Toyu
Əlbəttə ki, genetik mühendisliği üçün bu yeni alət və müxtəlif tətbiqlər üçün müraciət etmək üçün tələsik böyük həyəcan var. Bununla yanaşı, hələ də aradan qaldırmaq lazım olan bəzi çətinliklər var və yeni texnologiyalarla tez-tez olduğu kimi, məhdudiyyətlərin olduğu yerlərdə işləmək üçün bir müddət tələb olunur. Məsələn, Harvard'daki tədqiqatçılar, CRISPR hədəfinin əvvəlcə düşünülmüş kimi dəqiq olmaya biləcəyini tapmışlar. CRISPR kompleksinin qeyri-hədəf təsirləri DNT-i dəyişdirərkən istənməyən dəyişikliklərə səbəb ola bilər.
Çətinliklərə baxmayaraq, CRISPR açıq genomik DNT-nin dəyişməsini asanlaşdırmaq üçün böyük potensialı göstərmişdir ki, tədqiqatçılar insan genomunda on minlərlə genin necə işlədiyini daha tez anlayacaqlar. Təkamül inkişafı xəstəliyin müalicəsi və diaqnozu üçün əhəmiyyətli təsiri vardır. Bundan əlavə, əlavə inkişafı ilə, texnologiyanın özü yeni bir terapevtik növü üçün faydalı ola bilər. Gen terapiyası üçün yeni bir yanaşma təmin edə bilər. Ancaq bu inkişaflar bir yol tapır. İndiki vaxtda bu yeni tədqiqat vasitəsinin sürətli inkişafını izləmək və mümkün olan təcrübələrin növləri barədə düşünmək maraqlıdır.
(Əlavə edilib: 30 sentyabr 2013)