قیچی جدید برش ژن شناسایی شد

به گزارش ایسنا به نقل از گیزمگ، در دنیای ویرایش ژن، فناوری برش "کریسپر"(CRISPR) و پروتئین "کَس ۹" (Cas9) معمولاً دست در دست هم دارند، اما ممکن است این زوج لزوماً بهترین زوج ممکن نباشند.

پروتئین کَس ۹ طی چند سال اخیر اثربخشی و کارآمدی خود را ثابت کرده است اما جایگزین‌هایی مانند Cas12a و Cas12b به سرعت در حال ظهور هستند.

در حال حاضر محققان دانشگاه یوسی برکلی (UC Berkeley) یک نامزد جدید به نام "کَس ایکس"(CasX) را آزمایش کرده‌اند که به نظر می‌رسد دارای چندین مزیت است.

سیستم ویرایش ژن کریسپر از ابزارهای باکتری برای دفاع از خود الهام گرفته است. هنگامی که باکتری‌ها با ویروس جدیدی مواجه می‌شوند که برای آنها تهدید به شمار می‌آید، از یک آنزیم مانند یک جفت قیچی ژنتیکی استفاده می‌کنند و بخش کوچکی از دی‌ان‌ای(DNA) مهاجم را قیچی و آن را ذخیره می‌کنند.

بدین ترتیب باکتری دفعه بعد که با این ویروس روبرو شود به یاد خواهد آورد که چگونه باید با آن مبارزه کند.

چند سال پیش دانشمندان از این تکنیک برای توسعه ابزار کریسپر استفاده کردند که از آنزیم‌های خاصی برای برداشتن توالی‌های دی‌.ان‌.ای استفاده و آنها را با چیزی مفیدتر جایگزین می‌کند.

این سیستم قدرتمند راه‌های جدیدی را برای درمان بیماری‌ها در انسان، پرورش بهتر حیوانات، تولید محصولات مغذی بیشتر و یا دستکاری میکروارگانیسم‌ها باز می‌کند.

از همان ابتدا، کَس ۹ آنزیمی بوده است که همه بارها بر دوشش بوده، اما اخیراً از Cas12 به عنوان جایگزینی کارآمد استفاده شده است. حالا "کَس ایکس"(CasX) نیز به آنها ملحق شده است.

تیم محققان دو سال پیش CasX را در باکتری‌هایی که معمولاً در آب‌های زیرزمینی یافت می‌شوند، کشف کردند.

محققان در آزمایش‌های جدید دریافتند که این آنزیم در ویرایش ژنوم انسانی مؤثر است. "کَس ایکس" بسیار شبیه به کَس ۹ کار می‌کند. می‌توان آن را برای هدف گرفتن توالی‌های خاصی تنظیم کرد و می‌تواند دی‌ان‌ای دو رشته‌ای را برش بزند و برای تنظیم ژن‌ها به دی‌ان‌ای متصل شود.

اما CasX چند مزیت نسبت به پیشینیان خود دارد. این پروتئین بسیار کوچک‌تر از همکارانش است که به آن کمک می‌کند تا راحت‌تر به داخل سلول‌ها نفوذ کند و از آنجایی که جدا از آن گونه‌های باکتری است که در انسان یافت نمی‌شود، کمتر احتمال دارد باعث پاسخ ایمنی در بدن بیماران شود، چیزی که دغدغه طولانی مدت محققان در مورد کَس ۹ بوده است.

"بنجامین اوکس" نویسنده اصلی این پژوهش می‌گوید: ایمنی‌زایی (احتمال تحریک یک پاسخ ایمنی)، تحویل و خاصیت ابزار ویرایشی ژنوم همه حیاتی هستند و ما در مورد کشف "کَس ایکس" در همه این جنبه‌ها هیجان‌زده هستیم.

جالب است که اگرچه هر دو آنزیم عملکرد مشابهی دارند، اما به اندازه کافی از لحاظ ساختار و شکل مولکولی متفاوت هستند که به نظر می‌رسد کاملاً به طور مستقل از یکدیگر تکامل یافته‌اند.

"اوکس"افزود: اندازه کوچک CasX کمک می‌کند تا ابزارهای ویرایش ژنوم را بهتر و سریع‌تر برای اهدافمان توسعه دهیم.

این تحقیق در مجله Nature منتشر شده است.