امکان‌پذیر شدن ویرایش ژن در سوسک‌ها

به گزارش ایسنا به نقل از ساینس دیلی، "تاکاکی دایمون" (Takaaki Daimon)، نویسنده ارشد این مطالعه از دانشگاه کیوتو (Kyoto)، می گوید: محققان حشره شناس از زحمت های تزریق مواد به تخمک ها خلاص شده اند. ما اکنون می توانیم آزادانه تر و به دلخواه ژنوم حشرات را ویرایش کنیم. در اصل ، این روش باید برای بیش از ۹۰ درصد از گونه های حشرات کارساز باشد.

رویکردهای فعلی برای ویرایش ژن حشرات معمولاً نیازمند تزریق ریزمواد به جنین ها در مراحل اولیه است این موضوع کاربرد این روش ها را در بسياري از گونه ها محدود می کند. برای مثال ، در مطالعات قبلی به دلیل منحصر به فرد بودن سیستم تولید مثل سوسک ها، امکان دستکاری ژنتیکی فراهم نشده بود. علاوه بر این ، ویرایش ژن حشرات اغلب به تجهیزات گران قیمت ، یک مجموعه آزمایشی خاص برای هر گونه و کادر آزمایشگاهی بسیار ماهر نیاز دارد. "دایمون" می گوید:مشکلات روش های مرسوم، محققانی را که می خواهند ویرایش ژنومی را روی طیف گسترده ای از گونه های حشرات انجام دهند، به دردسر انداخته است.

برای غلبه بر این محدودیت ها، "دایمون" و همکارانش" ریبونوکلئوپروتئین های" (RNPs) کَس- ۹ را به حفره اصلی بدن سوسک های ماده بالغ تزریق کردند تا جهش های موروثی را در سلول های تخمک در حال رشد به وجود بیاورند. نتایج نشان داد که" کارایی ویرایش ژن"( editing efficiency) که به نسبت موارد ویرایش شده به تعداد کل موارد از تخم بیرون آمده گفته می شود میتواند به ۲۲ درصد برسد. در "سوسک قرمز آرد" (red flour beetle)، ویرایش ژن "DIPA- CRISPR" بازدهی بیش از ۵۰ درصد نشان داد.

کاربرد موفقیت آمیز روش "DIPA- CRISPR" در دو گونه که از نظر تکاملی با هم فاصله دارند، پتانسیل این روش را برای استفاده گسترده نشان می دهد. اما این رویکرد مستقیماً برای همه ی گونه های حشرات از جمله مگس های میوه قابل اجرا نیست. علاوه بر این ، آزمایش ها نشان داد که مهم ترین پارامتر برای موفقیت، مرحله تزریق به سوسک ماده بالغ است. در نتیجه، برای انجام این ویرایش به دانش کافی در مورد رشد تخمدان نیاز است. باتوجه به تاریخچه های مختلف زندگی و استراتژی های گوناگون تولید مثل در حشرات، این موضوع میتواند در برخی از گونه ها چالش برانگیز باشد.

علی رغم این محدودیت ها، "DIPA- CRISPR" در دسترس بوده و بسیار کاربردی است و می توان آن را به آسانی در آزمایشگاه ها پیاده سازی کرد. این روش به حداقل تجهیزات برای تزریق و تنها دو ترکیب نیاز دارد که روش های ویرایش ژن را بسیار ساده می کند. علاوه‌براین،  از پروتئین کَس- ۹ استاندارد موجود در بازار می توان استفاده کرد و نیاز به مهندسی سفارشی و وقت گیر این پروتئین (Protein) نیست.

دایمون می گوید: با بهبود روش "DIPA- CRISPR" و حتی کارآمدتر کردن و همه کاره کردن آن، ممکن است بتوانیم ویرایش ژنوم را تقریبا در بیش از ۱.۵ میلیون گونه حشرات امکان پذیر کنیم و حتی ممکن است بتوان ژنوم بندپایان دیگر را با استفاده از رویکردی مشابه ویرایش کرد که شامل آفات کشاورزی و پزشکی مانند کنه ها و منابع مهم ماهیگیری مانند میگوها و خرچنگ ها می شوند.