نیروی برق: پژوهشگران چینی یک روش اصلاح ژنتیک قدیمی را بهینه سازی کرده اند که قادر به ادیت چند میلیون بخش از دی ان ای است.
به گزارش نیروی برق به نقل از اینترستینگ انجینرینگ، ژنوم انسان سه میلیارد جفت باز(base pair) داخل هر سلول دارد. هرچند ابزارهایی مانند کریسپر ادیت ژن و باز اسید نوکلئیک منفرد را متحول کرده اند اما محققان فهمیده اند تغییر درست بخش های بزرگتر دی ان ای که هزاران یا چند میلیون باز دارند، کار مشکل تری است. جفت های باز، نوکلئوتیدهای مکمل هستند که ساختار مارپیچ DNA را می سازند. حالا تعدادی از محققان ژاپنی به رهبری گائو کایکسیا پژوهشگر ارشد انستیتو ژنتیک و زیست شناسی تکوینی آکادمی علوم چینی یک چالش چند دهه ای در حوزه مهندسی ژنتیک را با تشکیل ابزاری که می تواند به صورت دقیق چند میلیون جفت باز دی ان ای را دستکاری کند حل کرده است. محققان به عنوان بخشی از این مطالعه یک روش اصلاح ژنتیک که متعلق به یک دهه قبل بود را ارتقا دادند تا استفاده از آن بسیار ساده تر و کارآمدتر شود. در این مطالعه که در ژورنال Cell پخش شده، توضیح داده شده چطور سیستم های مهندسی کروموزوم قابل برنامه ریزی جدید (PCE) می توانند به صورت دقیق بخش های بزرگی از دی ان ای همچون میلیونها باز را در جانداران پیشرفته بخصوص گیاهان با دقت بالا تغییر دهند. این موفقیت پژوهش در حوزه هایی که به سرعت توسعه می یابند مانند کشت دانه های کشاورزی و زیست شناسی مصنوعی تحول بوجود آورد. این فناوری با فراهم کردن امکان دستکاری ساختار ژنتیک راه های جدیدی برای بهبود خصوصیت های محصول و درمان بیماریهای ژنتیکی فراهم می آورد. همینطور این شیوه پیشرفت در حوزه کروموزوم های مصنوعی که پتانسیل عظیمی برای کاربردهای نسل بعدی در زیست شناسی سنتزی دارند را تسریع کند. فرآیند مذکور با Cre-Lox یک آنزیم کلیدی در پزشکی زیستی که به شکل گسترده برای قرار دادن، معکوس کردن یا جایگزین کردن بخش های بزرگ دی ان ای و اجرای دیگر اصلاحات ژنتیکی به کار می رود، آغاز شد. اما این آنزیم با محدودیت هایی روبرو بود. هرچه اندازه قطعه دی ان ای درنظر گرفته شده، بزرگتر باشد، کار آمدی آنزیم کاسته می شود و گاهی اوقات اسکارهایی به جای می گذارد که کارهای ژنتیک بیشتر را پیچیده می کند. محققان متوجه شدند از آنجائیکه توالی دی ان ای اصلاح شده را میتوان معکوس کرد، تغییرات موقتی هستند. در این مرحله گائو و تیمش روی فناوری های اصلاح ژنتیک بخصوص در حوزه کشاورزی تمرکز کردند. آنها استراتژی های اصلاح را بازطراحی و بهینه کردند تا بر این چالش ها غلبه کنند و همین مساله به ایجاد روش های نوینی منجر گردید. روش جدید PCE امکان دستکاری دقیق قسمتهایی از دی ان ای را با کار آمدی بیشتر از ۳.۵ برابر ویرایشگر آنزیمی اولیه فراهم نمود و از طرفی اسکار را حذف و ریسک معکوس شدن تغییرات به حداقل رساند. قبل از این، محققان مجبور بودند هزار بذر را ویرایش کنند تا فقط یکی از آنها دارای خصوصیت های موردنظر باشد اما حالا ابزار بهینه شده، این تعداد را به تنها ۱۰۰ بذر کاهش داده و به صورت قابل ملاحظه ای حجم کار محققان را کم کرده است.
بطور خلاصه، اما این آنزیم با محدودیت هایی روبرو بود. پیش از این، پژوهشگران مجبور بودند هزار بذر را ویرایش کنند تا فقط یکی از آنها دارای خصوصیت های موردنظر باشد ولی اکنون ابزار بهینه شده، این تعداد را به تنها ۱۰۰ بذر کاهش داده و بصورت قابل توجهی حجم کار پژوهشگران را کم کرده است.
منبع: yedc.ir
دیدگاهتان را بنویسید