دکتر مهدی توتونچی، عضو هیئت علمی و محقق دپارتمان ژنتیک پژوهشگاه رویان جهاد دانشگاهی در آستانه ۲۰ اکتبر، روز جهانی کریسپر( World CRISPR Day) در گفتگو با ایسنا، ضمن تشریح عملکرد فن آوری کریسپر بیان کرد:ویرایش ژنوم که ویرایش ژن هم نامیده می شود، نوعی فن آوری است که به دانشمندان قابلیت تغيير دی ان ای ( DNA) موجودات را می دهد. این فناوری اجازه می دهد تا مواد ژنتیکی در مکان های خاصی از ژنوم اضافه، حذف یا تغيير کنند. چندین روش برای ویرایش ژنوم توسعه یافته است و سیستم اخیر CRISPR- Cas9 نامیده می شود. این سیستم نوعی تکنولوژی جدید ویرایش ژنتیکی است که میتواند به پیشرفت ژن درمانی کمک های زيادي کند. تاکنون روش های زيادي برای ژن درمانی کاندید شده اند که از آن جمله میتوان به تکنیک« انتقال ژن» اشاره کرد؛ به اینصورت که یک ویروس بی گزند ، نسخه سالمی از یک ژن را به سلول انتقال می دهد تا جای یک ژن معیوب عامل بیماری را بگیرد؛ ولی در روش کریسپر، دانشمندان میتوانند مستقیماً ژن معیوب را اصلاح کنند. آن ها دی ان ای آسیب دیده را جدا کرده و به جای آن یک دی ان ای سالم قرار می دهند.
عضو هیئت علمی و محقق دپارتمان ژنتیک پژوهشگاه رویان در تشریح عملکرد سیستم CRISPR- Cas9 ادامه داد:این سیستم یک فن آوری منحصر به فرد است که متخصصان ژنتیک و پژوهشگران پزشکی را قادر می سازد تا قسمت هایی از ژنوم را ویرایش کنند و این کار با حذف، افزودن یا تغییر بخش هایی از توالی دی ان ای صورت می گیرد. این روش در حال حاضر ساده ترین، پرکاربردترین و دقیق ترین روش دستکاری ژنتیکی است و بدین ترتیب، باعث سر و صدا زیادی در دنیای علم زیست شناسی و پزشکی شده است.
دکتر توتونچی خاطر نشان کرد:سیستم CRISPR- Cas9 از دو مولکول کلیدی Cas9 و gRNA تشکیل شده است که تغيير موردنظر را در توالی دی ان ای ایجاد می کنند. آنزیم Cas9 بعنوان یک" قیچی مولکولی" عمل می کند که میتواند دو رشته دی ان ای را در یک مکان خاص در ژنوم برش دهد، به طوریکه تکه های دی ان ای را میتوان اضافه یا حذف کرد. gRNA نیز یک قطعه آران ای( RNA) به نام آران ای راهنما است که شامل یک قطعه کوچک از توالی آران ای از پیش طراحی شده( حدود ۲۰ باز) است که در یک داربست آران ای طولانی تر قرار دارد. قسمت داربست به دی ان ای متصل می شود و توالی از پیش طراحی شده، Cas9 را به قسمت مورد نظر در ژنوم هدایت می کند. این امر باعث می شود که آنزیم Cas9 در نقطه مناسب ژنوم برش ایجاد کند. در این مرحله سلول تشخیص می دهد که دی ان ای آسیب دیده است و سعی می کند آن را ترمیم کند. دانشمندان با استفاده از ویژگی دستگاه تعمیر دی ان ای تغییرات موردنظر خود را با طراحی های مولکولی ویژه اعمال می کنند.
تولید مدل های بیماری در موجودات زنده با سیستم CRISPR- Cas9
عضو هیئت علمی دپارتمان ژنتیک پژوهشگاه رویان در تشریح کاربردهای سیستم CRISPR- Cas9 بیان کرد:مهندسی ژنوم یک ابزار قدرتمند برای طیف وسیعی از کاربردها در تحقیقات زیست پزشکی است. سیستم CRISPR- Cas9 زمینه ویرایش ژنوم را دگرگون کرده است ، بنابراین ویرایش ژنوم کارآمد را از طریق ایجاد شکستگی های دو رشته ایِ هدفمند تقریبا در هر ارگانیسم و نوع سلولی تسهیل می کند. همچنین این سیستم برای اهداف دیگر، از جمله تنظیم بیان ژن درون زا، ویرایش اپی ژنوم، ویرایش آران ای تک رشته ای و غربالگری ژن با توان بالا با موفقیت مورد استفاده قرار گرفته است.
دکتر توتونچی تأکید کرد:با استفاده از سیستم CRISPR- Cas9 تولید مدل های بیماری در موجودات زنده برای مطالعه های پیش بالینی امکان پذیر شده است. این سیستم بیشتر در ویرایش ژنوم سلول های سوماتیک( غیرزایشی) مورد استفاده قرار میگیرد، اما علاقه زیادی در خصوص پتانسیل این سیستم در ویرایش سلول های زایشی( تولیدمثل) وجود دارد. از آنجا که هرگونه تغییری که در سلول های زایشی ایجاد می شود ، از نسلی به نسل دیگر منتقل می شود ، پیامدهای اخلاقی مهمی را باید همواره در نظر گرفت. در حال حاضر انجام ویرایش ژنوم در سلول های زایشی در اکثر کشورها غیرقانونی است. در مقابل، استفاده از سیستم CRISPR- Cas9 و سایر فن آوری های ویرایش ژنوم در سلول های سوماتیک بحث برانگیز نیست.
او بیان کرد :سیستم CRISPR- Cas9 دارای پتانسیل زيادي بعنوان ابزاری برای درمان طیف وسیعی از بیماری های دارای مولفه ژنتیکی از جمله سرطان، هپاتیت B یا حتی کلسترول بالا است؛ همچنين میتوان از این سیستم در درمان بیماری های عفونی، دیابت و اچ آی وی بهره برد.
عضو هیئت علمی دپارتمان ژنتیک پژوهشگاه رویان درباره ی آینده سیستم CRISPR- Cas9 بیان کرد:این سیستم میتواند برای آزمایش درمان های جدید و کشف عملکرد آن ها در سطح مولکولی مورد استفاده قرار گیرد. پژوهشگران درحال حاضر با ویرایش ژن های خاص با استفاده از CRISPR- Cas9 در شرایط آزمایشگاهی، بیماری سرطان را بطور مؤثرتری مدل سازی می کنند و زیست توده ای در مقیاس بزرگ ارائه میدهند که به موجب آن میتوان مطالعه های عملکردی و دارویی را انجام داد.
دکتر توتونچی عنوان کرد :به احتمال زیاد سالها طول میکشد تا سیستم CRISPR- Cas9 بطور معمول در انسان مورد استفاده قرار گیرد. تحقيقات زيادي هم اکنون بر استفاده از آن در مدل های حیوانی یا سلول های جدا شده از انسان متمرکز هستند، با این هدف که در نهایت از این فناوری برای درمان معمول بیماری ها در انسان استفاده شود.
عضو هیئت علمی دپارتمان ژنتیک پژوهشگاه رویان درپایان تأکید کرد:فناوری کریسپر به علت دقت بالا و هزینه های نسبتاً پایین تولید، میتواند همه چیز را در خصوص ژن ها، از درمان بیماری هایی مانند رفع اختلالات ژنتیکی، کم خونی داسی شکل یا هموفیلی گرفته تا بهبود کشاورزی تغيير دهد؛ پس میتواند دنیایی متفاوت تری را رقم بزند.
- 10
- 1
