Генийн Manipulation шинэ хэрэгсэл
Энэ нь судлаачид өөрсдийн функцийг илүү сайн ойлгохын тулд генийн илэрхийлэлд амархан өөрчлөлт хийх чадвартай маш уян хатан арга юм.
CRISPR гэж юу вэ?
CRISPR нь Clustered байнга солигддог Short Palindromic Repeats гэсэн нэртэй бөгөөд сэтгэл хөдөлгөм технологийн хувьд нэр хүндтэй нэр юм. Яагаад хэцүү нэр? Учир нь эдгээр нь 1980-аад оны сүүлээр нянгийн нянг олж илрүүлснээр санамсаргүй ДНХ-ийн нуклеотидын нуклеотидын нуклеотидын нуклеотидын нуклеотидын дарааллаар тусгаарлагдсан ДНХ-ийн богино холбогдлыг юу ч мэдэхгүй байна. Эдгээр нь зарим бактериудын геномын ДНХ-ийн зарим нэг хачирхалтай шинж чанар юм.
Канадын Калифорнийн Их Сургуулийн Женнифер Дудуднад эдгээр дараалал нь бактериудыг халдварласан вирусын ДНХ-ийн зарим хэсгүүдэд тохирсон болохыг тогтоожээ. CRISPR дараалал нь бактериудын дархлааны систем юм.
Энэ яаж ажилдаг вэ?
Doudna болон түүний хамтрагч Emmanuelle Charpentier нар вирусын халдвар авсан үед вирусын ДНХ-ийн эдгээр богино давталттай ДНХ-ийн хэсгүүд нь халдварын вирусын ДНХ-тэй холбогдуулан РНХ-ийг ашиглахад ашигладаг бактерууд юм.
Дараа нь CRISPR давталтыг санамсаргүйгээр ДНХ-ийн хийсэн РНХ-ийн хоёр дахь хэсэг нь Cas9 нэртэй уурагтай харилцан үйлчилдэг. Энэ уураг нь вирусын ДНХ-ийг салгаж, вирусыг идэвхгүй болгох болно.
Судлаачид тэд Генийн дархлааг арилгахын тулд тодорхой ДНХ-ийн нуклеотидын нуклеотидын дарааллыг багасгахын тулд CRISPR-ийн энэ чадварыг ашиглах боломжтой болсон.
Хэдийгээр геномын ДНХ-ийн тодорхой байршлыг тогтоох, багасгахад ашигладаг цайрын хуруу нуклеинууд ба TALENS зэрэг бусад аргууд ч гэсэн эдгээр аргууд нь ДНХ-ийн тодорхой бүс нутгууд руу шилжихэд том уургууд дээр тулгуурладаг. Эдгээр өмнөх аргуудыг ашиглан олон гентэй том хэмжээний өөрчлөлтийг хийх, боловсруулахад хэцүү байдаг.
Энэ нь юунд ашигтай вэ?
CRISPR систем нь зөвхөн РНХ-ийн хоёр богино хэсэг дээр тулгуурладаг: нэг нь ТТХ-ийн бүсэд тохирсон, хоёр дахь нь Cas9 нэртэй уурагтай холбодог. Хэдий тийм боловч эдгээр богино РНХ-ийн хоёр ширхэг хоѐр функцтэй ганц-хөтөч РНХ-ийн молекулыг нэгтгэж болох ба энэ нь хоёуланд нь тодорхой ДНХ-ийн дарааллыг тогтоож, Cas9 аргалж уургийг бий болгодог. Энэ нь 85 урттай RNA-ийн нэг богино хэсэг нь Cas9 уураг ба геномын хаана ч байсан ДНХ-ийг багасгахад хэрэгтэй бүх зүйл юм гэсэн үг юм. ДНХ-ийг нэвтрүүлэхэд нэг хөтөч РНХ ба Cas9 уураг хийх нь ерөнхийдөө CRISPR-ийг ерөнхийдөө хэрэглэдэг бараг ямар ч эс үйлдвэрлэхэд хялбар байдаг.
Гэсэн хэдий ч, тохиромжтой арга нь CRISPR технологийн бусад TALENS болон цайрын хуруутай цорын ганц давуу тал биш юм. CRISPR систем нь эдгээр хувилбаруудаас илүү үр дүнтэй байдаг.
Жишээлбэл, Harvard дахь бүлэг нь зорилтот генийг 51% -79% -д нь устгасан гэж үзсэн байхад TALEN-ийн үр ашиг 34% -иас бага байв. Энэ бүтээмж өндөр үр дүнд өөр нэг бүлэг нь CRISPR технологийг ашиглан ганцхан үедээ трансген хулганыг үүсгэхийн тулд үр хөврөлийн хулгануудын генийг шууд тогших боломжтой болсон. Стандарт арга нь зорилтот генийн аль алиных нь хуулбарт хоёуланд нь мутацийг авахын тулд хоёр үе дамждаг.
Үүнээс өөр юу хийж чадах вэ?
Генийг устгахаас гадна зарим бүлгүүд генетикийн аргаар өөр өөр төрлийн системийг ашиглаж болно гэдгийг зарим бүлгүүд бас ойлгосон. Жишээлбэл, 2013 оны эхээр MIT-ийн бүлэгт CRISPR нь геномын ДНХ-д шинэ генийг оруулахад ашиглаж болохыг харуулсан. UCSF-ийн бүлгийнхэн нь бактерийн зорилтот генийг илэрхийлэхийн тулд CRISPRi гэж нэрлэгдсэн системийн хувилбарыг өөрчилсөн.
Саяхан Duke Их Сургуулийн групп нь олон төрлийн генийг идэвхжүүлэх системийг өөрчилжээ. Хэд хэдэн бүлгүүд эдгээр олон янзын биологийн хариу үйлдэлд оролцож буй аль нэгийг оролцуулаад олон тооны генийг илрүүлэхийн тулд эдгээр аргуудын өөрчлөлттэй ажиллаж байна.
Генетикийн инженерийн гялалзсан шинэ тоглоом
Мэдээжийн хэрэг, генетикийн инженерчлэлийн энэхүү шинэ хэрэгслийн талаар маш их сонирхолтой, янз бүрийн програмуудад хэрэглэхэд яарах нь маш их сонирхолтой юм. Гэсэн хэдий ч даван туулах шаардлагатай хэд хэдэн сорилтууд тулгарсан хэвээр байгаа бөгөөд шинэ техник технологитой адил тохиолддог тул эдгээр хязгаарлалтууд дээр ажиллахад цаг хугацаа шаардагддаг. Жишээлбэл, Харвард дахь судлаачид CRISPR-ийн зорилтот түвшин нь анхнаасаа бодитой байж чадахгүй болохыг олж тогтоосон байна. CRISPR компаний цогцолбор нөлөөгөөс үл хамааран ДНХ өөрчлөгдөхөд санамсаргүй өөрчлөлт гарахад хүргэдэг.
Гэсэн хэдий ч CRISPR нь геномын ДНХ өөрчлөгдөхөд нөлөөлсөн асар их нөөц бололцоотой бөгөөд энэ нь хүний геномын хэдэн арван мянган генийн үйл ажиллагаа хэрхэн явагдаж байгааг судлаачид илүү хурдан ойлгоход тусалдаг. Энэ нь зөвхөн өвчин эмгэг, оношлогоог сайжруулахад чухал ач холбогдолтой юм. Цаашилбал, нэмэлт хөгжлөөр технологи нь шинэ төрлийн эмчилгээний хувьд ашигтай байж болох юм. Энэ нь генийн эмчилгээний шинэ аргыг бий болгож болох юм . Гэсэн хэдий ч, эдгээр дэвшилтүүд нь аргагүй юм. Одоогийн байдлаар энэ шинэ судалгааны хэрэгслийн хурдацтай хөгжлийг харахад үнэхээр таатай байгаа бөгөөд энэ нь туршилт хийх төрөлийн талаар бодож үзээрэй.
(Posted: September 30, 2013)