متنوع

تقنية جديدة تكتشف التأثيرات غير المستهدفة لتعديل الجينات بكريسبر

تقنية جديدة تكتشف التأثيرات غير المستهدفة لتعديل الجينات بكريسبر

يعتقد الباحثون الطبيون أنهم توصلوا إلى تقنية تسمح للأطباء والباحثين بتحديد الآثار غير المستهدفة لتعديلات جينية معينة بواسطة CRISPR / Cas9 ، مما قد يؤدي إلى تسريع تطوير علاجات جينية جديدة للأمراض الرئيسية.

الطريقة الممكنة لتحديد التعديلات الجينية غير المقصودة التي تم تحديدها بواسطة CRISPR

تعد CRISPR / Cas9 أداة قوية للغاية لتحرير الجينات يمكن مقارنتها بمجموعة من المقصات التي يمكنها قص أجزاء معينة من خيط DNA واستبدالها بتعديل مبرمج مسبقًا. تحمل هذه التقنية القدرة على علاج جميع أنواع الأمراض المعروفة وغير المعروفة ، لكن الانتقال من المختبر إلى التجارب الطبية كان بطيئًا.

ذات صلة: أول تجربة بشرية باستخدام تقنية التحرير الجيني CRISPR في الولايات المتحدة تبدأ

ويرجع ذلك أساسًا إلى أنه على الرغم من دقة تقنية كريسبر ، إلا أنها ليست مثالية. إعطاء مقص وطلب قطع مربع من زاوية قطعة من الورق تبلغ مساحتها حوالي 1 بوصة مربعة ويمكنك عادةً القيام بذلك ، ولكن كما يمكن لأي شخص اضطر إلى لف هدية أن يخبرك ، قص بالضبط حيث تريد القص ليس بالأمر السهل دائمًا.

تكمن المشكلة في أن الآثار المترتبة على قطع الحمض النووي واستبداله أكثر خطورة من تغليف هدية بطريقة جمالية مبهجة. إذا لم تقم بقص خط مستقيم في ورق التغليف ، فهذه ليست نهاية العالم. قم بإجراء تعديلات غير مقصودة على الحمض النووي للخلية ، وقد تعالج المرض الذي كنت تأمل في علاجه ، ولكن الآن ربما تكون قد خلقت مرضًا آخر سيصبح عرضًا لسنوات عديدة على الطريق ، وقد يكون ذلك أكثر فتكًا.

ليس هناك ما يمكن أن يفعله التغيير غير المقصود ، خاصة إذا كنت لا تعرف مكان أو حتى إذا حدث ذلك.

بسبب هذا الاعتبار ، يعد تحديد المناطق التي تم تعديلها عن غير قصد أمرًا حيويًا بحيث يمكن استعادة تلك المناطق إن أمكن ، وإذا لم يكن الأمر كذلك ، يمكن للباحثين تعديل أسلوبهم لإزالة التعديل المسيء في الخلية التالية ، أو إذا فشل كل شيء آخر ، يمكنهم تجربة طريقة أخرى.

حتى الآن ، لم تكن هناك طريقة آمنة وفعالة لمعرفة مكان هذه المناطق ، لكن الباحثين في معاهد جلادستون ومعهد الجينوم المبتكر (IGI) ، جنبًا إلى جنب مع باحثين من شركة الأدوية العملاقة AstraZeneca ، أفادوا بأنهم وجدوا طريقة لتتبع التعديلات غير المقصودة التي تم إجراؤها بواسطة CRISPR / Cas9.

في دراسة جديدة نشرت الأسبوع الماضي في المجلة علم، أظهر الباحثون كيفية تحديد موقع هذه التأثيرات غير المقصودة غير المقصودة الناتجة في الحمض النووي بواسطة عملية CRISPR / Cas9 من خلال البحث عن المستجيبين للطوارئ الذين ترسلهم الخلية لإصلاح الأجزاء التالفة من الحمض النووي.

تحتوي الخلية ، مثلها مثل مرسل خدمات الطوارئ في المدينة ، على العديد من المستجيبين الذين يمكنهم إرسالهم بناءً على موقف معين ، ويمنحك وجود نوع واحد من المستجيبين في مكان الحادث دليلًا على ماهية حالة الطوارئ.

قال بيك وينرت ، دكتوراه ، وهو باحث ما بعد الدكتوراه في مختبر بروس آر كونكلين في جلادستون الذي بدأ العمل أثناء جزء من مختبر IGI لجيكوب إي كورن: "عندما تقوم كريسبر بقطع ، يتم كسر الحمض النووي". "لذلك ، من أجل البقاء على قيد الحياة ، تقوم الخلية بتجنيد العديد من عوامل إصلاح الحمض النووي المختلفة لهذا الموقع المحدد في الجينوم لإصلاح الكسر وربط الأطراف المقطوعة معًا مرة أخرى.

"اعتقدنا أنه إذا تمكنا من العثور على مواقع عوامل إصلاح الحمض النووي هذه ، فيمكننا تحديد المواقع التي تم قطعها بواسطة كريسبر."

العثور على سيارة الإسعاف

في حين أنه حل بديهي للمشكلة ، كان على الباحثين اختباره لمعرفة ما إذا كان سيعمل.

أفضل طريقة للقيام بذلك هي النظر إلى الملف الشخصي الكامل لعوامل إصلاح الحمض النووي التي قد تستجيب لنداء لإصلاح الحمض النووي التالف والعثور على الشخص الأكثر احتمالًا للاستجابة بسرعة لهذا النوع من المكالمات. تمكنوا بعد ذلك من تحديد عامل الإصلاح الذي كانوا يبحثون عنه ، MRE11 الذي كان دائمًا أحد العوامل الأولى للرد على تعديلاتهم. من بين جميع المستجيبين الأوائل الذين قد تواجههم ، قسم الإطفاء ، والشرطة ، إلخ ، ستجدهم جميعًا في جميع أنواع حالات الطوارئ يؤدون وظائف مختلفة ؛ عندما ترى أن أول الواصلين هو المسعف ، فأنت تعلم أن هناك حالة طبية طارئة.

في حالة تلف تسلسل الحمض النووي عن غير قصد ، فإن MRE11 هو نسخة الخلية من الطبيب المزود بمزيل الرجفان. باستخدام MRE11 ، تمكن الباحثون من تطوير تقنية يسمونها DISCOVER-Seq والتي يمكن أن تجدها على طول خيط الحمض النووي والبحث عن المواقع التي تم العثور فيها على MRE11.

"الجينوم البشري كبير للغاية - إذا طبعت تسلسل الحمض النووي بالكامل ، فسينتهي بك الأمر برواية بطول مبنى مكون من 16 طابقًا" ، يوضح بروس ر. كونكلين ، العضو المنتدب ، كبير محققي جلادستون ، ونائب المدير في IGI. "عندما نريد قطع الحمض النووي باستخدام كريسبر ، يبدو الأمر كما لو أننا نحاول إزالة كلمة معينة من صفحة معينة في تلك الرواية."

وأضاف: "يمكنك التفكير في عوامل إصلاح الحمض النووي على أنها أنواع مختلفة من الإشارات المرجعية المضافة إلى الكتاب". "بينما قد يقوم البعض بوضع إشارة مرجعية على فصل كامل ، فإن MRE11 هي إشارة مرجعية تنتقل إلى الحرف المحدد مما تم تغييره."

البحث غير الجراحي أكثر أمانًا من البدائل

لا يعد DISCOVER-Seq المحاولة الأولى لتحديد موقع التعديلات الجينية غير المستهدفة. لكن المشكلة مع الأساليب الأخرى هي أن لها عواقب سلبية محتملة من تلقاء نفسها. قد تؤدي محاولة تحديد موقع التغييرات غير المقصودة إلى قتل الخلية التي تحاول إصلاح الحمض النووي الخاص بها. هناك أيضًا اعتبار عملي مفاده أن كل هذه التقنيات يتم إجراؤها على الخلايا المستنبتة في المختبر ، مع استبعاد استخدامها في الخلايا الجذعية المشتقة من المريض.

"نظرًا لأن طريقتنا تعتمد على عملية الإصلاح الطبيعية للخلية لتحديد الجروح ، فقد ثبت أنها أقل توغلًا بكثير وأكثر موثوقية" ، كما يقول جاكوب إي كورن ، دكتوراه ، سابقًا في معهد الجينوم المبتكر ، ولكن الآن يدير معملًا في ETH Zurich.

"لقد تمكنا من اختبار طريقتنا الجديدة DISCOVER-Seq في الخلايا الجذعية المحفزة وخلايا المريض والفئران ، وتشير النتائج التي توصلنا إليها إلى أن هذه الطريقة يمكن استخدامها في أي نظام ، بدلاً من المختبر فقط."


شاهد الفيديو: تقنية تعديل الجينات كريسبر: تقدم جديد وآفاق واعدة (شهر اكتوبر 2021).