استفاده از ابزار کریسپر (CRISPR) برای تصحیح خطاهای ژنتیکی انسان می‌تواند با ایجاد اثرات جانبی مختلف در ژنوم همراه باشد. امروزه محققان از چگونگی عملکرد ماشین‌آلات مولکولی پشتیبان کریسپر درک عمیقی پیدا کرده‌اند. بنابراین انتظار دارند که بتوانند کریسپر را تنظیم کرده و تأثیرات ناخواسته ناشی از آن را حذف کنند.
معرفی این ابزار ویرایش ژن که قیچی ژنی کریسپر نیز نامیده می‌شود، انقلابی بزرگ در علوم پزشکی و زیست‌شناسی سلولی به‌وجود آورد. اما با وجود این‌که این چشم اندازها عالی هستند، راه‌اندازی کریسپر با بحث و جدل‌های فراوانی در زمینه مسائل اخلاقی و میزان دقت تکنولوژی و اثرات جانبی آن همراه بود.
با این‌حال، محققان مرکز تحقیقات پروتئین نوو نوردیسک توضیح داده‌اند که چگونه یکی از تکنولوژی‌های کریسپر که به اصطلاح Cas12a نامیده می‌شود، فعالیت می‌کند. آن‌ها همه مسیر را تا سطح ملکولی مورد مطالعه و بررسی قرار داده‌اند. یافته‌های این مطالعه در مجله Cell منتشر شده‌است. این یافته‌ها امکان تنظیم دقیق فرآیند ویرایش ژن را برای رسیدن به اثرات موردنظر فراهم می‌کند.
پروفسور Guillermo Montoya، یکی از همکاران این پروژه، گفت: “اگر کریسپر را یک موتور ماشین در نظر بگیریم، کاری که ما انجام داده‌ایم این بود که یک نقشه سه بعدی کامل از موتور ترسیم کردیم و در نتیجه درکی از نحوه عملکرد آن بدست آوردیم. این دانش، تنظیم موتور کریسپر و کنترل عملکرد آن را در جهات مختلف امکان‌پذیر می‌‌سازد.”
محققان از میکروسکوپ الکترونی کرایو برای ترسیم این تکنولوژی استفاده کردند. میکروسکوپ الکترونی کرایوی جدیدی که اخیراً در دانشگاه کپنهاگن دانمارک راه‌اندازی شده‌است، این قابلیت هنری را فراهم کرده‌است که بتوان از اشکال مختلف مولکولی در حین برش رشته DNA توسط CRISPR-Cas12a تصویربرداری کند.
آن‌ها این یافته‌ها را با تکنیک انتقال انرژی رزونانس فلورسانس مولکول تک یا single-molecule FRET در میکروسکوپ فلوئورسانس ترکیب کردند. این امر امکان مشاهده مستقیم حرکات مولکولی و توالی رخدادهای مختلف را برای هر کدام از پروتئین‌ها فراهم کرد. این زنجیره از وقایع، به محققان نشان داده‌است که سه قطعه از ابزارهای کریسپر باید تغییر شکل دهند تا برش DNA به‌درستی انجام گردد.
پروفسور Nikos Hatzakis از دانشکده شیمی و مرکز علوم نانو افزود: “مطالعه جدید ما نشان‌دهنده مجموعه دقیقی از وقایعی است که در ژنوم رخ می‌دهند و منجر به ویرایش ژن می‌شوند. تغییر این سه قطعه همانند ایست بازرسی‌های امنیتی فرودگاه عمل می‌کنند. شما باید همه‌ی ایست بازرسی‌ها را برای ادامه درست مسیر کامل کنید.”
به عقیده محققان، ویرایش بیش از حد مطلوب می‌تواند علت ایجاد اثرات جانبی تکنولوژی کریسپر باشد. هنگامی‌که رشته DNA بریده می‌شود، این سه ایست بازرسی امنیتی باز می‌مانند. این امر می‌تواند باعث شود این فرآیند بیش از حد ادامه یابد، چون ماشین پشتیبان ویرایش ژن همچنان اجرا می‌شود و می‌تواند باعث ایجاد تغییرات ژنتیکی گردد.
با این حال، اکنون محققان انتظار دارند که دانش جدید آن‌ها پایان یابد. آن‌ها معتقدند که می‌توان از آن برای تنظیم دقیق تکنولوژی ویرایش ژنی استفاده کرد.
☑ لینک خبر
☑ لینک مقاله
