ด้วยการปรับแต่งง่าย ๆ สองสามครั้งนักวิทยาศาสตร์สามารถตัด DNA ภายในเซลล์ที่มีชีวิตด้วยเทคนิคใหม่ที่มีแนวโน้มที่จะทำให้ทุกอย่างเป็นไปได้ตั้งแต่การทดสอบยาใหม่หรือการรักษาโรคทางพันธุกรรม
และนักวิจัยเพิ่งค้นพบวิธีที่จะสร้างกระบวนการราคาถูกและง่ายขึ้นมากจากการศึกษาที่ตีพิมพ์เมื่อวันพฤหัสบดีในวารสารเซลล์พัฒนา-
น้อยกว่า US $ 100 กระบวนการใหม่นี้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างวัสดุสำคัญบางอย่างที่จำเป็นในการปรับเปลี่ยนจีโนมทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตหรือชุดดีเอ็นเอที่สมบูรณ์นักวิจัยกล่าวว่า-
ความก้าวหน้าขึ้นอยู่กับเทคนิคที่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถแคบลงในยีนที่เฉพาะเจาะจงและบิตดีเอ็นเอตัดและวางในการเปลี่ยนฟังก์ชั่นเรียกว่า CRISPR-CAS9 Jennifer Doudna ที่ UC Berkeley และเพื่อนร่วมงานของเธอค้นพบกระบวนการทางธรรมชาตินี้เป็นครั้งแรกที่แบคทีเรียใช้เพื่อป้องกันตัวเองจากการบุกรุก-
แต่เทคนิคนี้มีพลังมากกว่านั้น - โดยทั่วไปแล้วมันจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถเขียนชิ้นส่วนเฉพาะของรหัสพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตรวมถึงของมนุษย์
ปรับแต่งยีนของเรา
นี่คือวิธีการทำงาน: เมื่อแบคทีเรียพบ DNA จากกมันทำให้ strand ของ RNA, ลูกพี่ลูกน้องโมเลกุลกับ DNA ซึ่งตรงกับลำดับของ DNA ของไวรัสหรือที่เรียกว่า Guide RNA คู่มือ RNA สลักลงบนโปรตีน (ส่วน Cas9 ของชื่อ CRISPR-CAS9) และพวกเขาจะค้นหาไวรัสที่ตรงกัน เมื่อพวกเขาพบการจับคู่โปรตีนซึ่งทำหน้าที่เหมือนกรรไกรคู่หนึ่งตัด DNA ของไวรัสทำลายมัน
กระบวนการเดียวกันนี้สามารถใช้ในการตัด DNA และวางลงในเซลล์ที่มีชีวิตทุกประเภท ตัวอย่างเช่นแทนที่จะใช้กรรไกรโปรตีนเพื่อตัดไวรัสพวกเขาสามารถใช้เพื่อตัดออกได้DNA ในเซลล์มนุษย์และแทนที่ด้วย DNA ของนักวิทยาศาสตร์ที่เลือก
ด้วยวิธีนี้มันเป็นไปได้ที่จะสลับยีนที่มีข้อบกพร่องเพื่อสุขภาพที่ดี
มนุษย์มียีนประมาณ 20,000 ถึง 25,000 ยีนซึ่งเข้ารหัสโปรตีนที่ทำงานสำคัญในเซลล์ของเรา แต่พิมพ์เขียวทางพันธุกรรมของเรามี DNA อื่น ๆ อีกมากมายที่มีจุดประสงค์ไม่ชัดเจน ผู้สืบทอดต่อโครงการจีโนมมนุษย์สารานุกรมขององค์ประกอบ DNA (ENCODE) ได้ระบุว่า 80 เปอร์เซ็นต์ของชุด DNA ที่สมบูรณ์ของเราทำ แต่ส่วนที่เหลือยังคงเป็นปริศนา
ในการศึกษาใหม่นักวิจัยได้พัฒนาวิธีการที่ทำให้ง่ายต่อการสร้างโมเลกุลไกด์ที่บ้านใน DNA ที่ใครบางคนต้องการปรับแต่ง นักวิจัยตั้งชื่อกระบวนการ "CRISPR-Eating" อย่างสนุกสนานซึ่งหมายถึง "ทุกอย่างที่มีอยู่กลายเป็นคู่มือใหม่"
เพื่อแสดงให้เห็นถึงเทคนิคนักวิจัยได้แปลง DNA เกือบ 90 เปอร์เซ็นต์ของแบคทีเรียในกระเพาะอาหารทั่วไป E. coli (ความหลากหลายที่ไม่เป็นอันตรายไม่ใช่ชนิดที่สามารถทำให้คุณป่วย) เป็นโมเลกุลคู่มือ 40,000 โมเลกุลที่แตกต่างกัน แต่ละโมเลกุลเหล่านี้สามารถใช้เพื่อกำหนดเป้าหมาย DNA ใด ๆ ที่นักวิจัยอาจต้องการแก้ไข
ตัวอย่างเช่นหากนักวิทยาศาสตร์ต้องการทราบว่ายีนเฉพาะทำสิ่งที่เขาหรือเธอต้องทำคือตัดมันออกไปและดูว่าเกิดอะไรขึ้น คู่มือเหล่านี้หลายพันสามารถฉีดเข้าไปในเซลล์ที่แตกต่างกันในครั้งเดียวซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าการตรวจคัดกรองทางพันธุกรรม หน้าจอเหล่านี้สามารถเปิดเผยรูปแบบของยีนที่มีอยู่และไม่ว่าจะเป็นแบบใดที่จะนำไปสู่โรคได้หรือไม่
ตรวจสอบตัวอ่อนที่กำลังเติบโต
แต่นักวิจัยที่พัฒนาเทคโนโลยีนี้มีการใช้งานที่แตกต่างกัน พวกเขาวางแผนที่จะติดตามโครโมโซมซึ่งเป็นแพ็คเกจที่ขดอย่างแน่นหนาของ DNA ที่มียีนในเซลล์ที่มีชีวิตขณะที่เซลล์กำลังแบ่ง พวกเขาหวังว่าจะรู้ว่าอะไรควบคุมขนาดของนิวเคลียสซึ่งเป็นส่วนกลางของเซลล์ที่มี DNA และส่วนประกอบอื่น ๆ ของเซลล์ในขณะที่มันพัฒนาเป็นสิ่งมีชีวิตมากมาย
"เทคโนโลยีนี้จะช่วยให้เราสามารถวาดโครโมโซมทั้งหมดและดูที่มันมีชีวิตอยู่และติดตามมันจริง ๆ ... เมื่อมันผ่านการเปลี่ยนแปลงการพัฒนาเช่นในตัวอ่อน" ผู้เขียนร่วมรีเบคก้า Heald นักชีววิทยาโมเลกุลและเซลล์ที่ UC Berkeley , พูดว่าในแถลงการณ์-
สิ่งนี้มีความสำคัญเนื่องจากหมายถึงนักวิจัยสามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงขนาดและโครงสร้างของโครโมโซมเมื่อเซลล์แบ่งออก - และอาจตรวจจับการเปลี่ยนแปลงที่อาจนำไปสู่โรค
เมื่อต้นปีที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์ชาวจีนก่อให้เกิดการโต้เถียงเมื่อพวกเขาประกาศว่าพวกเขาใช้เทคนิคการแก้ไขยีนเพื่อปรับแต่งจีโนมของตัวอ่อนมนุษย์- ตัวอ่อนได้รับเลือกเพราะพวกเขาไม่สามารถอยู่รอดได้ แต่นักวิทยาศาสตร์บางคนได้เตือนเกี่ยวกับจริยธรรมและความปลอดภัยของการใช้เทคโนโลยีที่เพิ่งเกิดขึ้นในผู้คน
ข้อกังวลอย่างหนึ่งคือความจริงที่ว่าเทคนิคนี้ยังคงค่อนข้างเป็นธรรมและส่งผลให้เกิดการกลายพันธุ์โดยไม่ตั้งใจในส่วนอื่น ๆ ของจีโนม จาก 86 ตัวอ่อนนักวิจัยชาวจีนพยายามปรับเปลี่ยนมีเพียง 28 คนเท่านั้นที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างประสบความสำเร็จและมีเพียงเศษเสี้ยวของ DNA ที่ต้องการ เพื่อให้เทคนิคปลอดภัยความแม่นยำจะต้องอยู่ใกล้ 100%นักวิจัยกล่าว
เมื่อเร็ว ๆ นี้นักวิทยาศาสตร์พัฒนาวิธีลดการกลายพันธุ์ที่ไม่พึงประสงค์40%ซึ่งสามารถทำให้เทคนิคปลอดภัยยิ่งขึ้นสำหรับการใช้งานของมนุษย์ แต่อุปสรรคทางจริยธรรมยังคงอยู่
บทความนี้เผยแพร่ครั้งแรกโดยBusiness Insider-
เพิ่มเติมจาก Business Insider:
