کشف روش های جدید در تغییر دادن ژنها
تغییر دادن ژنها آیا روزی ممکن خواهد بود؟
کشفیات جدید علوم پزشکی، نشان می دهد بله! ممکن است روزی بیماری های ژنتیکی- که امروز درمانی ندارد- درمان شود.
مطالعه ای، 188 نوع سیستم جدید و نادر کریسپر CRISPR را در ژنوم باکتری ها پیدا می کند
سیستمهای CRISPR که به تازگی شناسایی شدهاند، پتانسیل ویرایشهایی را در DNA در سلولهای انسانی، و دبگر مواردی دارد که میتواند RNA را هدف قرار دهد
سیستم های CRISPR پتانسیل ویرایش DNA در سلول های انسانی را دارند.
کریسپر، ویرایش دقیق DNA را هموار می کند. این فناوری شامل دو جزء ضروری است:
یک RNA راهنما برای مطابقت با ژن هدف مورد نظر
و Cas9 (CRISPR-associated protein 9) که یک اندونوکلئاز است و باعث شکسته شدن DNA دو رشتهای میشود و امکان اصلاح ژنوم را فراهم میکند .
این ابزار می تواند خطاهای ژنتیکی را اصلاح کند، فعالیت ژن را کنترل کند و به طور بالقوه بیماری هایی مانند سرطان را درمان کند. با این حال، استفاده از آن نگرانیهای اخلاقی را در مورد تغییر ژنها و جنینهای انسان ایجاد میکند.
سیستم های نادر کریسپر در ژنوم باکتری ها
یک مطالعه جدید، 188 سیستم نادر CRISPR را در ژنوم باکتریایی شناسایی کرده است که شامل هزاران سیستم منفرد است. این یافته با استفاده از الگوریتمی به نام خوشهبندی مبتنی حساس و سریع در محل مبتنی بر هشینگ Fast Locality-Sensitive Hashing-based clustering (FLSHclust). کشف شد.
این الگوریتم توسط دانشمندان در موسسه Broad MIT و هاروارد، موسسه McGovern در تحقیقات مغز در MIT و مرکز ملی اطلاعات بیوتکنولوژی (NCBI) در موسسه ملی بهداشت ایجاد شده است. این خوشهبندی از روشهای خوشهبندی کلان داده، برای جستجوی سریع پایگاههای داده ی ژنومی بزرگ استفاده میکند.
خوشه بندی اشیاء مشابه
این تکنیک بر روی هشسازی حساس به محل، کار میکند و اشیاء مشابه و نه یکسان را خوشهبندی میکند. این، امکان تجزیه و تحلیل میلیاردها توالی پروتئین و DNA را در یک بازه ی زمانی کوتاهتر فراهم میکند.
بیانیه موسسه Broad خاطرنشان کرد که پایگاههای اطلاعاتی توالی های میکروبی حاوی اطلاعات زیادی در مورد آنزیمها و مولکولهای دیگر است که میتوانند برای کاربردهای بیوتکنولوژی به کار گرفته شوند.
در بیانیه تاکید شده است: «دانشمندان تعداد و تنوع شگفتانگیزی از سیستمهای CRISPR را یافتند؛ از جمله سیستمهایی که میتوانند DNA را در سلولهای انسانی ویرایش کنند، سیستمهایی که میتوانند RNA را هدف قرار دهند، و بسیاری عملکردهای مختلف دیگر داشته باشند.
دانشمندان اشاره کردند که بسیاری از سیستم های کمیاب دیگر، احتمالاً پیدا خواهند شد زیرا پایگاه های داده در حال گسترش است.
ژانگ، یکی از نویسندگان ارشد این مطالعه و یکی از اعضای اصلی مؤسسه در Broad، اظهار داشت:
تنوع زیستی، باعث چنین گنجینهای است و با ادامه توالییابی ژنومها و نمونههای بیشتر متاژنومی ، نیاز روزافزونی به ابزارهای بهتری مانند FLSHclust برای جستجوی فضای توالی و برای یافتن جواهرات مولکولی وجود دارد..
برنامه های کاربردی بالقوه
هدف این مطالعه بررسی تنوع سیستمهای CRISPR و کاربردهای بالقوه آنها در زمینههای مختلف، مانند ویرایش ژنوم، تشخیص، و درک فعالیتهای سلولی بود.
سمیه کانان، نویسنده ی اول این مطالعه، توضیح داد که الگوریتم جدید به دانشمندان اجازه می دهد تا داده ها را در یک چارچوب زمانی کوتاه، تجزیه و تحلیل کنند تا بتوانیم نتایج را بازیابی کنیم و فرضیه های بیولوژیکی ایجاد کنیم.
به گفته ی این موسسه، این الگوریتم زمان را ازچند ماه به چند هفته کاهش می دهد.
هان آلتائه تران، دانشجوی فارغ التحصیل در آزمایشگاه ژانگ در طول این مطالعه- که در حال حاضر یک محقق فوق دکتری در دانشگاه است- اظهار داشت: «این، گواهی است برای آنچه که میتوانید انجام دهید تا روشهای اکتشاف را بهبود ببخشید و تا حد امکان از دادهها استفاده کنید.
این واقعا هیجان انگیز است که بتوانیم مقیاسی را که درمورد آن جستجو می کنیم بهبود ببخشیم.
سیستم های نوع I با راهنمایی طولانی تر، کشف شد
محققان، سیستمهای نوع یک با راهنمایی طولانیتری را کشف کرده اند که میتواند دقت ویرایش ژن را با اثرات کمتر بی فایده و کمتر خارج از هدف، در سلولهای انسانی بهبود ببخشد، زیرا این سیستمها به جای راهنمای ۲۰ نوکلئوتیدی موجود در Cas9، RNA راهنمای طولانیتر دارای ۳۲ جفت باز دارند.
این سیستم ها ممکن است با استفاده از روش های موجود انتقال ژن، به سلول ها تحویل داده شوند.
RNA های راهنمای طولانی تر می تواند ویرایش ژن را با دقت بیشتر و کاهش تغییرات ناخواسته در DNA بهبود بخشد..
این تیم نشان داد که دو تا از این سیستم ها می تواند تغییرات کوچکی در DNA سلول های انسانی ایجاد کند. علاوه بر این، چون سیستمهای نوع I از نظر اندازه شبیه به CRISPR-Cas9 هستند، احتمالاً میتوانند با استفاده از همان روشهای تحویل ژنی- که در حال حاضر برای CRISPR استفاده میشود- به سلولهای حیوانات یا انسان منتقل شوند.
علاوه بر این، سیستم نوع I دیگری، مشابه روشهای مورد استفاده در تشخیص سریع بیماریها مانند SHERLOCK باعث تخریب گسترده اسید نوکلئیک پس از هدفگیری شد.
این مطالعه همچنین عملکردهای جدیدی را در سیستمهای CRISPR نوع IV و نوع VII یافت که برای ویرایش RNA و تشخیص بیان ژن یا فعالیتهای سلولی، مفید هستند.
آلتا تران اظهار داشت: این الگوریتم جستجو، می تواند توسط هر کسی استفاده شود که می خواهد با این پایگاه بزرگ داده ها برای مطالعه چگونگی تکامل پروتئین ها یا کشف ژن های جدید کار کند.
https://interestingengineering.com/.../study-finds-188...
آدرس مطب : اصفهان ، خیابان آمادگاه ، روبروی داروخانه سپاهان ، مجتمع اطبا ، طبقه اول
تلفن : 32223328 - 031