Proqramlaşdırıla bilən gen redaktəsi: Yüksək dəqiqlikli gen redaktəsi axtarışı

• Author:
• Author adı

  Quantumrun Uzaqgörməsi
• Dekabr 19, 2022

Anlayış xülasəsi

Genlərin redaktəsi, xərçəngli və mutasiyaya uğramış hüceyrələrin potensial olaraq “fiksasiyası” kimi genetik müalicələrdə maraqlı kəşflərə gətirib çıxardı. Bununla belə, elm adamları təbii olaraq baş verən genetik redaktə prosesləri vasitəsilə hüceyrələri daha dəqiq hədəf almağın daha yaxşı yollarını araşdırırlar. Proqramlaşdırıla bilən gen redaktəsinin uzunmüddətli nəticələrinə artan genetik tədqiqat maliyyəsi və fərdiləşdirilmiş tibb üçün daha yaxşı alətlər daxil ola bilər.

Proqramlaşdırıla bilən gen redaktə konteksti

Genomun redaktəsi elm adamlarına orqanizmin genetik kodunda məqsədyönlü dəyişikliklər etməyə imkan verən güclü texnikadır. Bu üsul bir neçə fərqli yolla əldə edilə bilər, o cümlədən mühəndislik ardıcıllığına xüsusi nükleazların (SSN) istifadəsi ilə DNT qırılmalarının və ya mutasiyaların tətbiqi.

Bir genomda cüt zəncirli qırılmaları (DSB) təhrik etməklə, elm adamları xüsusi saytları hədəfləmək üçün proqramlaşdırılmış SSN-lərdən istifadə edə bilərlər. Bu DSB-lər daha sonra homoloji olmayan son birləşmə (NHEJ) və homoloji yönümlü təmir (HDR) kimi hüceyrə DNT mexanizmləri ilə təmir olunur. NHEJ adətən gen funksiyasını poza bilən qeyri-dəqiq əlavələr və ya silinmələrlə nəticələnsə də, HDR dəqiq dəyişikliklər təqdim edə və potensial olaraq genetik mutasiyaları düzəldə bilər.

CRISPR gen redaktoru aləti bu sahədə ən geniş şəkildə istifadə olunur, problemli telləri "kəsmək" üçün bələdçi (gRNA) və Cas9 fermentini əhatə edir. Xərçəng və HİV (insan immunçatışmazlığı virusu) kimi xəstəliklərin müalicəsi və digər pozğunluqlar üçün yeni müalicələrin işlənib hazırlanması da daxil olmaqla, bu texnikadan istifadənin bir sıra potensial faydaları var. Bununla belə, spesifik redaktələrin orqanizmin DNT-sinə zərərli mutasiyalar gətirə bilmə ehtimalı kimi risklər də əlaqələndirilir. 

Trends in Plant Science jurnalında dərc edilən araşdırmaya görə, 2021-ci ildə gRNA-nı proqramlaşdırmaq üçün hazırlanmış 30 veb əsaslı proqram platforması artıq mövcud idi. Bu proqramlar müxtəlif mürəkkəblik səviyyələrinə malikdir, bəziləri alimlərə geniş sıra ardıcıllığı yükləməyə imkan verir. Bundan əlavə, bəzi vasitələr hədəfdən kənar mutasiyaları müəyyən edə bilər.

Dağıdıcı təsir

2021-ci ildə Massaçusets Texnologiya İnstitutunun (MIT) və Harvard Universitetinin alimləri CRISPR texnologiyasından istifadə etməyən OMEGAs (Obligate Mobile Element Guided Activity) adlı proqramlaşdırıla bilən DNT-ni dəyişdirən sistemlərin yeni sinfini kəşf etdilər. Bu sistemlər təbii olaraq bakterial genomlarda kiçik DNT hissələrini qarışdıra bilər. Bu kəşf genomun redaktə texnologiyasını hesablanmış riskdən daha proqnozlaşdırıla bilən prosesə yüksəldə bilən unikal biologiya sahəsi açır.

Bu fermentlər kiçikdir, bu da onları daha həcmli fermentlərə nisbətən hüceyrələrə çatdırmağı asanlaşdırır və müxtəlif istifadələr üçün sürətlə uyğunlaşdırıla bilir. Məsələn, CRISPR fermentləri virus işğalçılarını hədəf almaq və məhv etmək üçün gRNA-dan istifadə edir. Bununla belə, gRNA ardıcıllığını süni şəkildə yaradaraq, bioloqlar indi Cas9 enzim bələdçisini istənilən hədəfə yönəldə bilərlər. Bu fermentlərin asanlıqla proqramlaşdırıla bilməsi onları DNT-nin dəyişdirilməsi üçün güclü bir vasitə halına gətirir və tədqiqatçıların onlardan gen redaktoru terapiyalarının inkişafında istifadə edə biləcəyini göstərir. 

Proqramlaşdırıla bilən gen redaktorunda digər perspektivli tədqiqat istiqaməti 2022-ci ildə Harvard alimləri tərəfindən hazırlanmış CRISPR əsaslı alət olan əkiz əsas redaktədir. Yeni texnika DNT-nin ikiqat spiralını kəsmədən insan hüceyrələrində gen ölçülü DNT hissələrini manipulyasiya etməyə imkan verir. Əvvəllər mümkün olduğundan daha böyük redaktələrin edilməsi alimlərə gen funksiyasının itirilməsi və ya hemofiliya və ya Hunter sindromu kimi mürəkkəb struktur mutasiyaları nəticəsində yaranan genetik xəstəlikləri öyrənməyə və müalicə etməyə imkan verə bilər.

Proqramlaşdırıla bilən gen redaktəsinin nəticələri

Proqramlaşdırıla bilən gen redaktəsinin daha geniş təsirlərinə aşağıdakılar daxil ola bilər: 

• Daha dəqiq və təhlükəsiz baxım üsullarını kəşf etmək üçün istifadə olunan texnikaları diversifikasiya etmək məqsədi daşıyan genetik redaktə tədqiqatlarında artan maliyyə.
• Məqsədli genetik və xəstəlik müalicələri vasitəsilə fərdiləşdirilmiş tibbin inkişafı.
• Biotexnoloji firmalar genetik redaktənin avtomatlaşdırılması və dəqiqliyi üçün daha yaxşı proqram təminatı hazırlayır.
• Bəzi hökumətlər xərçəng müalicələrində müxtəlif pilot sınaqlar həyata keçirərək genetik redaktə üzrə maliyyə və tədqiqatlarını artırır.
• Genetik mutasiyalarla doğulan insanlar üçün daha uzun ömür.
• Heyvanlar və bitki növlərindəki zərərli xəstəliklər və mutasiyaları aradan qaldırmaq üçün yeni genetik vasitələr yenidən istifadə olunur.

Nəzərə alınmalı suallar

• Sizcə, proqramlaşdırıla bilən genetik redaktə səhiyyədə başqa necə inqilab edə bilər?
• Hökumətlər bu müalicələrin hər kəs üçün əlçatan olmasını təmin etmək üçün nə edə bilər?