بخش عمده‌ی بیماری‌های ژنتیکی در انسان به واسطه‌ی جابجایی‌های تک نوکلئوتیدی یا جهش‌های نقطه‌ای ایجاد شده اند تا حذف و اضافه (indel) قطعات نوکلئوتیدی یا بازآرایی‌های کروموزومی در ژنوم. هرچند ویرایش ژنوم با نوکلئازهای برنامه‌پذیر (programmable) مانند CRISPR-Cas9 یا Cpf1 روشی قابل اطمینان برای ترمیم نواقص ژنتیکی است، اما ایجاد جابجایی‌های تک نوکلئوتیدی آن هم به طور هدفمند در ژنوم، کاری است که به لحاظ تکنیکی چالش برانگیز به نظر می‌رسد. علت این امر این است که بیشتر شکست‌های دو رشته‌ای در DNA که توسط نوکلئازها ایجاد می‌شوند، با فرآیند خطا پذیر NHEJ یا (Non-Homologous End-Joining) ترمیم می‌شوند تا فرآیند HR یا (Homologous Recombination) که فرایندی دقیق‌تر است. در نتیجه، حذف و اضافه‌های بیشتری ممکن است در محل هدف ایجاد شود.
قبل از این، پژوهشگران متعددی نشان داده بودند که سیتیدین دِآمینازهایی همچون APOBEC1 یا AID می‌توانند با آنزیم نیکاز Cas9 (Cas9 nickase) یا Cas9 معلول (dCas9) جفت شوند و در یک توالی هدف C (سیتوزین) را جایگزین T (تیمین) کنند. آن هم بدون اینکه در هر دو رشته شکست ایجاد شود. کاربرد این روش در مخمر، سلول کشت داده شده پستانداران و گیاهان نشان داده شده بود. این تحقیقات گام‌های جدیدی به سمت تصحیح ژنوم و جهش‌زایی هدفمند در کل یک جاندار بود ولی برای جانوران هنوز شواهد اثبات کننده‌ای در دست نبود.
حال در پژوهشی که به تازگی در مجله Nature Biotechnology چاپ شده، دانشمندان توانسته‌اند با جایگزینی تک نوکلئوتیدی توسط همین دِآمینازهای برنامه‌پذیر، موش‌های جهش یافته ایجاد کنند.
در این پژوهش از BE3 (Base Editor 3 : rAPOBEC1-nCas9-UGI(uracil glycosylase inhibitor)) برای ایجاد جهش نقطه‌ای در دو ژن Dmd و Tyr موش (که به ترتیب دیستروفین و تروزینازرا کد می‌کنند) استفاده شده است. مطابق انتظار، در بیشتر موارد جهش مورد نظر، که تبدیل C به T بوده است، دیده می‌شود. بطوریکه برای ژن Dmd 11 تا از 15 مورد و برای Tyr هر ده مورد تغییر مورد نظر را داشته‌اند. همچنین نتایج توالی‌یابی نشان می‌دهد علی‌رغم وجود جهش‌های دیگر همچون C به A و C به G، تغییر C به T اکثریت را تشکیل داده است.
دانشمندان امیدوارند از این روش بتوان در آینده برای درمان نقص‌های ژنتیکی در جنین انسان استفاده کرد.
ترجمه: کسری طباطبایی
