کریسپرمهندسی ژنتیکویرایش ژنوم

آنزیم های برشی مصنوعی قابل برنامه ریزی

آنزیم‌های برشی،ابزارهای مهمی در تحقیقات ژنومیک هستند. آنها با قطع کردن DNA در یک مکان مشخص، فضایی را بوجود می‌آورند که در آن DNA خارجی می‌تواند با اهداف ویرایش ژن به آنها الحاق شود. این فرایند تنها به وسیله آنزیم‌های برشی طبیعی انجام نمی‌شود، بلکه آنزیم‌های برشی مصنوعی یا ARE ها -که در سالهای اخیر برجسته شده‌اند- این امکان را برای ما فراهم می آورند.


به تازگی پژوهشگران در دانشگاه ایلینویز یک روش جدید در مهندسی ژنتیک ابداع کرده‌اند که با کمک آن می‌توان آنزیم‌های برشی بسیار فعال با هر مقدار اختصاصیت توالی و انتهای چسبان با طول متفاوت تولید کرد.

با اینکه ARE ها در مهندسی ژنتیک مفید هستند اما هیچ یک از آنها انتهای چسبان معینی تولید نمی‌کنند. آنزیم های برشی یک نقطه ضعف مهم دارند: توالی شناسایی که باعث می‌شود آنها عمل برش را انجام دهند خیلی کوتاه (معمولاً تنها 4 تا 8 جفت باز) است. به دلیل این که این آنزیم‌ها هر جایی را که توالی وجود داشته باشد برش می‌دهند، محققان در جستجوی یک آنزیم برشی هستند که تنها مکان هایی را قطع کند که یک بار در ژنوم یا پلاسمید ارگانیسم هدف آنها وجود دارد.

تا کنون بیش از 3600 آنزیم برشی شناخته شده و بیش از 250 مورد آنها به صورت تجاری در دسترس می‌باشد. تکنولوژی جدید تمام این آنزیم‌های برشی را در داخل یک سیستم ساده متشکل از یک پروتئین و دو راهنمای DNA یکپارچه می‌نماید. بنابراین ما نه تنها آنها را جایگزین می‌کنیم، بلکه می‌توانیم مکان‌هایی را هم که برای آنها هیچ آنزیم برشی در دسترس نیست مورد هدف قرار دهیم.

تکنیک جدید، ARE ها را با استفاده از یک پروتئین آرگونات (PfAgo) که از یک گونه آرکیایی گرفته شده تولید می‌کند. PfAgo قادر است با کمک یک DNA راهنما، وقتی مکان برش یک توالی را پیدا می‌کند، توالی‌های طولانی‌تری را شناسایی کند. در نتیجه باعث افزایش اختصاصیت و حذف مشکلات ناشی از آنزیم‌ها برشی می‌شود. به علاوه PfAgo می‌تواند انتهاهای چسبان بلندتری نسبت به آنزیم‌های برشی تولید کند که در مقایسه با ARE ها یک مزیت قابل توجه است.

پژوهشگران معتقدند که تکنولوژی آنها علاوه بر جایگزین کردن آنزیم‌های برشی در فرایندهای مهندسی ژنتیک، کاربردهای وسیعی در مطالعات بیولوژیک دارد. PfAgo می‌تواند با خلق انتهاهای چسبان دلخواه، مونتاژ مولکول های DNA بزرگ را آسان‌تر نماید. به دلیل سادگی و برنامه ریزی بی نظیر این روش (یک پروتئین خاص بعلاوه راهنماهای DNA برای هدف‌گیری) و همچنین قابلیت دسترسی، انتظار می‌رود که AREهای مبتنی بر PfAgo یک ابزار قدرتمند و ضروری در تمام کاربردهای بیوتکنولوژی با استفاده از آنزیم برشی و تحقیقات بنیادی بیولوژیک شود. اهمیت این روش برای زیست شناسی مولکولی مانند تکنولوژی کریسپر برای زیست شناسی سلولی است.

ترجمه: محمد رضازاده

لینک خبر
لینک مقاله

برچسب‌ها
نمایش بیشتر

نوشته‌های مشابه

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
EnglishIran
بستن
بستن