โดย Tia Ghose เผยแพร่ 30 ธันวาคม 2016 เว็บสล็อตแตกง่าย ระบบ CRISPR-Cas เป็นวิธีใหม่ในการกําหนดเป้าหมายแบคทีเรียที่ทําให้เกิดโรคโดยไม่มีข้อเสียของยาปฏิชีวนะ (เครดิตภาพ: ภาพ CRISPR-CAS9 ผ่าน www.shutterstock.com)
อาวุธที่ไวรัสใช้ในการทําสงครามกับแบคทีเรียอย่างไม่มีวันสิ้นสุดสามารถใช้เพื่อปิดเครื่องมือแก้ไขยีนที่ทรงพลังที่สุดในโลก
ในทางกลับกันสามารถลดความเสี่ยงที่ระบบตัดและวางแบคทีเรียที่เรียกว่า CRISPR-Cas9 จะตัดยีนที่
ไม่ถูกต้องและแนะนําการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่หลบหนีไปสู่มนุษย์หรือสายพันธุ์อื่น ๆ ในป่า
ในการศึกษาใหม่นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่าโปรตีนขนาดเล็กปิดระบบและอย่างน้อยในจานเพาะเชื้อโปรตีนทํางานในเซลล์ของมนุษย์นักวิจัยกล่าว”โดยพื้นฐานแล้วมันเป็นเพียงโปรตีนเดียวที่เราสามารถสร้างในเซลล์หรือส่งไปยังเซลล์ที่จะปิด Cas9 [และ] หยุดมันจากการผูกและตัด DNA” Joseph Bondy-Denomy ผู้เขียนการศึกษากล่าว นักจุลชีววิทยาจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียซานฟรานซิสโกกล่าว [วิดีโอ: การตัดต่อยีน CRISPR-Cas 9 ทํางานอย่างไร]
ค้นหาและแทนที่พันธุกรรมคอมเพล็กซ์ CRISPR-Cas9 เป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพในการป้องกันภูมิคุ้มกันของแบคทีเรียต่อไวรัสที่บุกรุก เมื่อไวรัสแทรกซึมเข้าไปในเซลล์แบคทีเรียแบคทีเรียจะระดมลําดับของ DNA ที่เรียกว่า CRISPR หรือ “จัดกลุ่มการทําซ้ํา palindromic สั้น ๆ ระหว่างช่องว่างเป็นประจํา” ดีเอ็นเอประกอบด้วยบล็อกสั้น ๆ ของคู่ฐานซ้ําคั่นด้วยดีเอ็นเอสเปเซอร์ แบคทีเรียคัดลอกและแทรกลําดับดีเอ็นเอของไวรัสลงในบริเวณ CRISPR และผลิตอาร์เอ็นเอสองเส้น จากนั้นอาร์เอ็นเอนี้จะเชื่อมโยงกับเอนไซม์ที่เรียกว่า Cas9 ซึ่งทําหน้าที่เป็นกรรไกรนําทางคู่หนึ่งกลับบ้านไปยัง DNA ของไวรัสเป้าหมายและตัดมันออก ในที่สุดเซลล์จะซ่อมแซม DNA โดยแทนที่ตัวอย่างดีเอ็นเอที่ถูกลบด้วยชิ้นส่วนทดแทนอื่น (จัดทําโดยนักวิทยาศาสตร์) โดยพื้นฐานแล้วระบบ CRISPR / Cas9 สามารถใช้เป็น “ค้นหาและแทนที่” ทางพันธุกรรมได้
ความง่ายในการใช้งานของระบบ CRISPR หมายความว่าสามารถใช้ได้กับเทคนิคการแก้ไขยีนเกือบทุกชนิด ตัวอย่างเช่น วันหนึ่งแพทย์สามารถแก้ไขเซลล์ภูมิคุ้มกันของมนุษย์ในห้องปฏิบัติการเพื่อจดจําเซลล์มะเร็ง แล้วฉีดเซลล์เหล่านั้นกลับเข้าไปในบุคคลเพื่อรักษามะเร็งแบบกําหนดเป้าหมาย Bondy-Denomy กล่าว เมื่อเร็ว ๆ นี้นักวิจัยในประเทศจีนใช้ CRISPR เพื่อแก้ไขตัวอ่อนของมนุษย์ที่มีข้อบกพร่องทางพันธุกรรมที่ร้ายแรงแม้ว่าพวกเขาจะไม่อนุญาตให้ตัวอ่อนโตเต็มที่
เอฟเฟกต์นอกเป้าหมายอย่างไรก็ตามระบบการแก้ไขยีนมีปัญหา: บางครั้งมันยังคงตัดลําดับดีเอ็นเอที่
ไม่ถูกต้อง Cas9 ยังเกาะติดนานเกินไป ใช้เวลาประมาณ 24โมงสําหรับครึ่งหนึ่งของ Cas9 ที่จะถูกย่อยสลายโดยเซลล์ทําให้มีเวลาเหลือเฟือในการตัดดีเอ็นเอนอกเป้าหมาย Bondy-Denomy บอกกับ Live Scienceดังนั้นหาก Cas9 มีสวิตช์ “ปิด” มันจะทําให้ความเป็นไปได้ของพันธุวิศวกรรมของมนุษย์ปลอดภัยยิ่งขึ้น Bondy-Denomy กล่าว
เขาและเพื่อนร่วมงานให้เหตุผลว่าไวรัสต้องมีวิธีการปิด CRISPR/Cas9 ในการทําซ้ําไวรัสมักจะแทรก DNA ของตัวเองลงในจีโนมของแบคทีเรียโดยร่วมมือกับเครื่องจักรทางพันธุกรรมของเซลล์เพื่อทําสําเนา DNA ของไวรัสจํานวนมาก โดยตรรกะนั้นไวรัสจะต้องมีวิธีปิดการใช้งาน CRISPR / Cas9 มิฉะนั้นบางครั้งระบบภูมิคุ้มกันของแบคทีเรียจะระบุ DNA ของไวรัสเป้าหมายในจีโนมของตัวเองตัดมันและทําให้ตัวเองทําลายตัวเอง Bondy-Denomy และเพื่อนร่วมงานของเขากล่าว
”Cas9 ควรสร้าง RNA ที่จะแยกไวรัสที่เกิดขึ้นในจีโนมของตัวเอง — มันไม่ฉลาดพอที่จะรู้ว่ามันอยู่ในจีโนมของมันเอง” Bondy-Denomy ทีมให้เหตุผลว่าหากเซลล์แบคทีเรียมีความเสถียรและไม่ทําลายตัวเอง “บางทีไวรัสนี้อาจเป็นโปรตีนยับยั้ง”
จากนั้นทีมได้ตรวจสอบแบคทีเรีย Listeria 300 สายพันธุ์ซึ่งทําให้เกิดความเจ็บป่วยที่เกิดจากอาหารเพื่อหาสัญญาณว่า DNA ของไวรัสได้แทรกซึมเข้าไปในจีโนมของแบคทีเรีย กระนั้นแบคทีเรียก็ไม่ได้ทําลายตัวเอง จากนั้นพวกเขามองหาโปรตีนที่ปิดการใช้งาน Cas9 เวอร์ชันของ Listeria ซึ่งคล้ายกับที่ใช้ในห้องปฏิบัติการส่วนใหญ่ทั่วโลกที่เรียกว่า SpyCas9ทีมพบโปรตีนต่อต้าน CRISPR สี่ชนิด ซึ่งสองชนิดทํางานกับ SpyCas9 ที่ใช้กันทั่วไป นักวิจัยรายงานในวันนี้ (29 ธ.ค.) ในวารสาร Cell ในจานเพาะเชื้อโปรตีนต่อต้าน CRISPR ทั้งสองนี้ยังทํางานในเซลล์ของมนุษย์เพื่อปิดการใช้งานระบบ CRISPR / Cas9 สล็อตแตกง่าย
