นักวิทยาศาสตร์ได้เปิดตัวเครื่องมือแก้ไขยีนอันโด่งดังเวอร์ชันใหม่ซึ่งสามารถ "หยุด" ยีนที่กำหนดได้ชั่วคราว แทนที่จะปิดยีนนั้นอย่างถาวร
การปฏิวัติ CRISPR เริ่มต้นในปี 2012 เมื่อเจนนิเฟอร์ เดาน่าและเอ็มมานูเอล ชาร์ป็องตีเย- ตอนนี้- ตีพิมพ์การค้นพบของพวกเขาเกี่ยวกับเทคนิคการแก้ไขยีนใหม่แม่นยำและมีประสิทธิภาพมากกว่าสิ่งใดที่เคยลองมาก่อน นับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา CRISPR ได้เปลี่ยนแปลงการวิจัยทางพันธุกรรมและเมื่อไม่นานมานี้สำหรับผู้ที่เป็นโรคเลือด
ระบบ CRISPR ดั้งเดิมทำงานโดยจดจำลำดับเฉพาะของ DNA จากนั้นจึงตัดส่วนนั้นของสาย DNA เพื่อปิดยีนอย่างถาวรอย่างมีประสิทธิภาพ น่าเสียดายที่เทคนิคนี้มาพร้อมกับความเสี่ยง เช่น การตัด "นอกเป้าหมาย" ที่ตัดผ่านยีนที่ไม่ถูกต้อง
อย่างไรก็ตาม ปัจจุบัน นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยวิลนีอุส ประเทศลิทัวเนีย ได้เปิดตัวชุดเครื่องมือทางพันธุกรรมใหม่ที่มีความหลากหลายมากขึ้น เรียกว่าระบบ CRISPR ชนิด IV-A อธิบายไว้ในการศึกษาที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 29 ต.ค. ในวารสารระบบจะปิดใช้งานยีนในลักษณะที่ไม่ถาวร ทำให้นักวิจัยสามารถควบคุมการทำงานของยีนได้มากขึ้น
ระบบ CRISPR ชนิด IV-A ไม่ตัด DNA "ระบบ Type IV-A มีเอกลักษณ์เฉพาะอย่างแท้จริงในด้านกิจกรรมระดับโมเลกุล" ผู้เขียนการศึกษาอาวุโสแพทริค พอชนักวิจัยด้านพันธุศาสตร์และศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยวิลนีอุส บอกกับ WordsSideKick.com ทางอีเมล "ระบบ CRISPR อื่นๆ ส่วนใหญ่ … เมื่อพวกเขาค้นหายีนได้แล้ว มันก็จะตัดมัน แค่นั้นเอง! ในทางตรงกันข้าม ระบบประเภท IV-A จะทำหน้าที่กับยีนที่สนใจอย่างต่อเนื่อง โดยจะนวด DNA ของมันอย่างมีประสิทธิภาพ หากคุณต้องการ"
ที่เกี่ยวข้อง:
ระบบประเภท IV-A คือและในหลายรายการ นักวิทยาศาสตร์ได้รายงานว่าระบบโดยทั่วไปทำงานอย่างไร ในการศึกษาใหม่ Pausch และเพื่อนร่วมงานของเขาได้เปิดเผยโครงสร้างโดยละเอียดของโมเลกุลภายในระบบ CRISPR ชนิด IV-A พวกเขาใช้กล้องจุลทรรศน์แบบไครโออิเล็กตรอน ซึ่งเป็นเทคนิคที่โปรตีนแช่แข็งถูกระดมยิงด้วยอิเล็กตรอนเพื่อสร้างภาพ 3 มิติของโมเลกุล
นักวิจัยแสดงให้เห็นว่า ด้วยการคลี่คลายเกลียวคู่ของ DNA ระบบประเภท IV-A สามารถยับยั้งการทำงานของยีนได้อย่างเสถียร แต่สามารถย้อนกลับได้โดยไม่ต้องตัด DNA ของมัน
"พลังของเทคนิคนี้คือทำให้การแสดงออกของยีนเงียบลงโดยไม่เปลี่ยนลำดับดีเอ็นเอ"ไรอัน แจ็คสันนักชีวเคมีจากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐยูทาห์และไม่เกี่ยวข้องกับการศึกษานี้บอกกับ WordsSideKick.com ทางอีเมล "กลยุทธ์นี้อาจมีประโยชน์อย่างยิ่งในห้องปฏิบัติการวิจัย ซึ่งนักวิทยาศาสตร์อาจต้องการปิดเสียงการแสดงออกชั่วคราว แต่จากนั้นจึงเปิดการแสดงออกอีกครั้งเพื่อสังเกตผลลัพธ์"
พอชกล่าวว่าการศึกษาของพวกเขาเป็นรากฐานสำหรับการทำซ้ำระบบนี้ในอนาคต "เราอธิบายกระบวนการระดับโมเลกุลที่เป็นรากฐานของกิจกรรมนี้ ทำให้เราสามารถปรับระบบนี้สำหรับแอปพลิเคชันการแก้ไขจีโนมรุ่นต่อไปได้" เขากล่าว ระบบที่อธิบายไว้ในบทความนี้ใช้เอนไซม์ประเภทหนึ่งเพื่อคลาย DNA แต่ก็สามารถใช้เอนไซม์ที่แตกต่างกันได้เช่นกัน เช่นมีเอนไซม์ที่สามารถปรับตัวได้เอพิเจเนติกส์ส่งผลต่อยีนที่กำหนด ซึ่งหมายถึงปัจจัยที่ส่งผลต่อการทำงานของยีนโดยไม่เปลี่ยนลำดับ DNA
ระบบนี้ยังสามารถปิดเสียงยีนที่อยู่ห่างไกลจากลำดับเป้าหมาย DNA ดั้งเดิมได้ นั่นเป็นเพราะว่านักวิจัยใช้เอนไซม์ที่เรียกว่า DinG ซึ่งมีความสามารถในการคลาย DNA double helix แล้วเคลื่อนตัวไปตามสาย DNA
แจ็คสันตั้งข้อสังเกตว่ากลไกการปิดเสียงระยะไกลนี้แตกต่างจากวิธีการอื่นที่มีอยู่ซึ่งต้องอาศัยการโต้ตอบโดยตรงกับลำดับที่จะเงียบ เครื่องมือดังกล่าวสามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจวิธีการที่ซับซ้อนในการควบคุมการทำงานของยีนได้ดีขึ้น เขากล่าว .
ในอนาคต Pausch และเพื่อนร่วมงานของเขาหวังว่าจะเติมเต็มรายละเอียดที่ขาดหายไปเกี่ยวกับวิธีการทำงานของระบบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งวิธีที่ CRISPR และโมเลกุลของเอนไซม์เปลี่ยนแปลงรูปร่างในขณะที่พวกมันยับยั้งยีน หลังจากนี้ ทีมงานหวังที่จะเริ่มสำรวจการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการรักษาที่มีศักยภาพ
วิธีหนึ่งที่พวกเขาจะได้เห็นระบบที่ประยุกต์ใช้ในทางการแพทย์ก็คือเป็นเวทีสำหรับนักแก้ไขจีโนมรุ่นต่อไป บรรณาธิการเหล่านี้สามารถแก้ไขตัวอักษรคู่หนึ่งในรหัสของ DNA ได้โดยตรง เพิ่มหรือลดการแสดงออกของยีนเฉพาะชั่วคราว หรือแก้ไข "เอพิจีโนม” เครื่องมือเหล่านี้สามารถนำไปใช้ในคลินิกรักษาโรคได้เช่นเดียวกับในด้านการเกษตรเพื่อเพิ่มผลผลิตหรือลดขยะอาหาร
เคยสงสัยว่าทำไมหรือ- ส่งคำถามของคุณเกี่ยวกับวิธีการทำงานของร่างกายมนุษย์ถึงเรา[email protected]ด้วยหัวเรื่อง "Health Desk Q" และคุณอาจเห็นคำถามของคุณได้รับคำตอบบนเว็บไซต์!
