Chombo kipya cha Utoaji wa Gene
Ni mbinu rahisi sana ambayo watafiti wanaweza kutumia kwa urahisi kubadilisha maneno ya jeni ili kuelewa vizuri kazi zao.
Nini Hasa ni CRISPR?
CRISPR inasimama kwa mara kwa mara Kuunganishwa kwa muda mfupi-kuingizwa kwa Palindromic - jina la ajabu linalovutia sana kwa teknolojia ya kusisimua. Kwa nini jina la kutisha? Ni kwa sababu, wakati wao walipopatikana kwanza mwishoni mwa miaka ya 1980 katika bakteria, hakuna mtu alijua nini maelekezo mafupi ya DNA yaliyotenganishwa na utaratibu wa DNA ya random yalikuwa. Walikuwa tu kipengele cha ajabu katika DNA ya genomic ya bakteria fulani.
Ilichukua miaka karibu 20 mpaka Jennifer Doudna katika Chuo Kikuu cha California alibainisha kuwa mkusanyiko huu umeendana na sehemu za DNA fulani ya virusi iliyoambukiza bakteria. Kama ilivyobadilika, utaratibu wa CRISPR ulikuwa mfumo wa kinga ya bakteria.
Inafanyaje kazi?
Doudna na mshirika wake, Emmanuelle Charpentier, hatimaye walifanya kwamba, wakati wa kuambukizwa na virusi, bakteria ambao walikuwa na vipande hivi vilivyotudia vya DNA ambavyo vinafanana na DNA ya virusi itawatumia kufanya RNA ambayo imefungwa kwa DNA ya virusi vya kuambukiza.
Kisha, kipande cha pili cha RNA kilichotolewa kutoka kwa DNA ya random kilichotenganisha kurudia CRISPR kilichoingiliana na protini inayoitwa Cas9. Protein hii ingeunganisha DNA ya virusi na inactivate virusi.
Watafiti haraka walitambua kwamba wanaweza kutumia hii uwezo wa CRISPR kukataa utaratibu maalum wa DNA ili kubisha jeni.
Ingawa kuna mbinu zingine, kama vile nicleases ya kidini ya kidini na TALENS ambazo zinaweza kutumiwa kulenga na kukata maeneo maalum katika DNA za jeni, njia hizi hutegemea protini za bulky ili kulenga mbadala kwenye mikoa maalum katika DNA. Ni vigumu kuunda na kutekeleza muundo kwa kiasi kikubwa na jeni nyingi kwa kutumia njia hizi za awali.
Je! Inafanya Ni muhimu sana?
Mfumo wa CRISPR unategemea tu vipande viwili vya RNA: moja ambayo inafanana na eneo la DNA linalolengwa, na la pili linamfunga kwenye protini inayoitwa Cas9. Kwa kweli, ingawa, inaonekana kuwa vipande vyote viwili vya RNA vidogo vinaweza kuunganishwa katika molekuli RNA moja-mwongozo wa moja- kazi ambayo yote inalenga mlolongo maalum wa DNA na huajiri protini ya kufuta Cas9. Hii inamaanisha kuwa protini ya Cas9 na kipande kimoja cha RNA ambacho ni msingi wa daraja 85 ni kila kinachohitajika kukata DNA karibu na mahali popote katika genome. Ni rahisi kuanzisha DNA ili kuzalisha RNA moja-mwongozo na protini ya Cas9 karibu na seli yoyote zinazofanya CRISPR kwa ujumla hutumika.
Hata hivyo, kulenga rahisi sio tu faida ya teknolojia ya CRISPR juu ya TALENS nyingine na vidole vya zinc. Mfumo wa CRISPR pia ni ufanisi zaidi kuliko njia hizi mbadala.
Kwa mfano, kikundi cha Harvard kiligundua kuwa CRISPR iliondoa jeni iliyosababishwa katika asilimia 51% -79% ya kesi, wakati ufanisi wa TALENS ulikuwa chini ya 34%. Kutokana na ufanisi huu wa juu, kikundi kingine kilichoweza kutumia teknolojia ya CRISPR ili kuondosha moja kwa moja jeni katika panya ya embryonic ili kuzalisha panya za kijijini katika kizazi kimoja. Njia ya kawaida inahitaji vizazi viwili vya kuzaliana ili kupata mabadiliko katika nakala zote mbili za jeni inayolengwa.
Nini Kunaweza Kufanya?
Mbali na kufuta jeni, baadhi ya vikundi pia wamegundua kwamba, pamoja na mbadala machache, mfumo huo unaweza kutumika kwa aina nyingine ya uharibifu wa maumbile. Kwa mfano, mwanzoni mwa 2013, kikundi kutoka MIT kilionyesha kuwa CRISPR inaweza kutumika kuingiza jeni mpya katika DNA ya genomic. Muda mfupi baada ya kuwa kikundi cha UCSF kilitumia toleo la marekebisho ya mfumo ulioitwa CRISPRi ili kuzuia kujieleza kwa jeni la lengo katika bakteria.
Hivi karibuni, kikundi cha Chuo Kikuu cha Duke pia kilianzisha tofauti ya mfumo wa kuamsha seti za jeni. Makundi kadhaa pia hufanya kazi na tofauti za mbinu hizi za kutazama idadi kubwa ya jeni mara moja ili kujua ni nani anayehusika katika majibu mbalimbali ya kibiolojia.
Toy Shiny Mpya ya Uhandisi wa Maumbile
Hakika, kuna msisimko mkubwa kuhusu chombo hiki kipya cha uhandisi wa maumbile na kukimbilia kuitumia kwa aina mbalimbali za programu. Hata hivyo, bado kuna changamoto zinazohitajika kushinda na, kama ilivyo kawaida na teknolojia mpya, inachukua muda kufanya kazi ambapo upungufu ni. Watafiti wa Harvard, kwa mfano, wamegundua kwamba kuzingatia CRISPR inaweza kuwa si sahihi kama ilivyofikiriwa awali. Madhara yasiyo ya lengo la tata CRISPR inaweza kusababisha mabadiliko yasiyotarajiwa wakati wa kubadilisha DNA.
Licha ya changamoto, hata hivyo, CRISPR imeonyesha wazi uwezo mkubwa wa kuwezesha mabadiliko ya DNA ya jeni ambayo itasaidia watafiti haraka zaidi kuelewa jinsi makumi ya maelfu ya jeni katika kazi ya genome ya binadamu. Hii peke yake ina maana muhimu kwa matibabu ya kuboresha ugonjwa na uchunguzi. Zaidi ya hayo, pamoja na maendeleo ya ziada, teknolojia yenyewe inaweza kuwa na manufaa kwa aina ya matibabu ya riwaya. Inaweza kutoa njia mpya ya tiba ya jeni . Hata hivyo, maendeleo haya ni njia mbali. Kwa sasa, ni kusisimua tu kuona maendeleo ya haraka ya chombo hiki cha utafiti mpya na kufikiri juu ya aina ya majaribio ambayo inaweza kuruhusu.
(Iliyotumwa: Septemba 30, 2013)