اصلاح چند میلیون قطعه دی ان ای امکان پذیر شد
به گزارش با فناوری، محققان چینی یک روش اصلاح ژنتیک قدیمی را بهینه سازی کرده اند که قادر به ادیت چند میلیون بخش از دی ان ای است.
به گزارش با فناوری به نقل از اینترستینگ انجینرینگ، ژنوم انسان سه میلیارد جفت باز(base pair) داخل هر سلول دارد. هرچند ابزارهایی مانند کریسپر ادیت ژن و باز اسید نوکلئیک منفرد را متحول کرده اند اما پژوهشگران متوجه شده اند تغییر درست بخش های بزرگتر دی ان ای که هزاران یا چند میلیون باز دارند، کار مشکل تری است. جفت های باز، نوکلئوتیدهای مکمل هستند که ساختار مارپیچ DNA را می سازند. حال تعدادی از پژوهشگران ژاپنی به رهبری گائو کایکسیا پژوهشگر ارشد انستیتو ژنتیک و زیست شناسی تکوینی آکادمی علوم چینی یک چالش چند دهه ای در عرصه مهندسی ژنتیک را با تشکیل ابزاری که می تواند بطور دقیق چند میلیون جفت باز دی ان ای را دستکاری کند حل کرده است. پژوهشگران بعنوان قسمتی از این پژوهش یک روش اصلاح ژنتیک که متعلق به یک دهه قبل بود را ارتقا دادند تا استفاده از آن بسیار ساده تر و کارآمدتر شود. در این تحقیق که در ژورنال Cell انتشار یافته، توضیح داده شده چه طور سیستم های مهندسی کروموزوم قابل برنامه ریزی جدید (PCE) می توانند بطور دقیق بخش های بزرگی از دی ان ای همچون میلیونها باز را در جانداران پیشرفته خصوصاً گیاهان با دقت بالا تغییر دهند. این موفقیت مطالعه در عرصه هایی که به سرعت توسعه می یابند مانند کشت دانه های کشاورزی و زیست شناسی مصنوعی تحول ایجاد نماید. این فناوری با فراهم کردن امکان دستکاری ساختار ژنتیک راه های جدیدی برای بهبود خاصیت های محصول و درمان بیماری های ژنتیکی فراهم می آورد. همین طور این تکنیک پیشرفت در عرصه کروموزوم های مصنوعی که پتانسیل عظیمی برای کاربردهای نسل بعدی در زیست شناسی سنتزی دارند را تسریع کند. پروسه مذکور با Cre-Lox یک آنزیم کلیدی در پزشکی زیستی که به صورت گسترده برای قرار دادن، معکوس کردن یا جایگزین کردن بخش های بزرگ دی ان ای و اجرای دیگر اصلاحات ژنتیکی به کار می رود، آغاز شد. اما این آنزیم با محدودیت هایی روبرو بود. هرچه اندازه قطعه دی ان ای درنظر گرفته شده، بزرگتر باشد، کارایی آنزیم کاهش پیدا می کند و گاهی اوقات اسکارهایی بجای می گذارد که فعالیتهای ژنتیک بیشتر را پیچیده می کند. پژوهشگران متوجه شدند از آنجائیکه توالی دی ان ای اصلاح شده را می توان معکوس کرد، تغییرات موقتی هستند. در این مرحله گائو و تیمش روی فناوری های اصلاح ژنتیک به ویژه در عرصه کشاورزی تمرکز کردند. آنها استراتژی های اصلاح را بازطراحی و بهینه کردند تا بر این چالش ها غلبه کنند و همین مساله به ایجاد روش های نوینی منجر گردید. روش جدید PCE امکان دستکاری دقیق قسمتهایی از دی ان ای را با کارایی بالاتر از ۳.۵ برابر ویرایشگر آنزیمی اولیه فراهم نمود و از طرف دیگر اسکار را حذف و ریسک معکوس شدن تغییرات به حداقل رساند. پیش از این، پژوهشگران مجبور بودند هزار بذر را ویرایش کنند تا فقط یکی از آنها دارای خاصیت های موردنظر باشد اما حال ابزار بهینه شده، این تعداد را به تنها ۱۰۰ بذر کاهش داده و بطور شایان توجهی حجم کار محققان را کم کرده است.
منبع: با فناوری
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب