ເຄື່ອງມືໃຫມ່ສໍາລັບການນໍາໃຊ້ Gene
ມັນເປັນວິທີທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຫຼາຍທີ່ນັກຄົ້ນຄວ້າສາມາດນໍາໃຊ້ໄດ້ຢ່າງງ່າຍດາຍໃນການປ່ຽນແປງການສະແດງອອກຂອງເຊື້ອໂຣກເພື່ອໃຫ້ເຂົ້າໃຈເຖິງຫນ້າທີ່ຂອງເຂົາເຈົ້າ.
CRISPR ແມ່ນຫຍັງແທ້?
CRISPR stands for Clustered Regularly-Interspaced Short Palindromic Repeats - ຊື່ທີ່ຫນ້າເບື່ອທີ່ສຸດສໍາລັບເຕັກໂນໂລຢີທີ່ຫນ້າຕື່ນເຕັ້ນ. ເປັນຫຍັງຊື່ທີ່ຫນ້າເບື່ອຫນ່າຍ? ມັນແມ່ນຍ້ອນວ່າ, ໃນເວລາທີ່ພວກເຂົາຖືກຄົ້ນພົບຄັ້ງທໍາອິດໃນຊຸມປີ 1980 ໃນເຊື້ອແບັກທີເຣັຍ, ບໍ່ມີໃຜຮູ້ວ່າແນວໃດໃນໄລຍະສັ້ນໆຂອງ DNA ຊ້ໍາທີ່ແຍກກັນໂດຍລໍາດັບ DNA ຢ່າງສຸ່ມ. ພວກເຂົາເຈົ້າໄດ້ພຽງແຕ່ບາງສິ່ງບາງຢ່າງ strange ໃນ DNA ຂອງເຊື້ອແບັກທີເຣັຍບາງ.
ມັນໃຊ້ເວລາເກືອບ 20 ປີຈົນກ່ວາ Jennifer Doudna ຢູ່ໃນວິທະຍາໄລຄາລິຟໍເນຍໄດ້ຄິດໄລ່ວ່າລໍາດັບເຫຼົ່ານີ້ກົງກັນກັບບາງສ່ວນຂອງບາງ DNA viral ທີ່ຕິດເຊື້ອແບັກທີເຣັຍ. ຍ້ອນວ່າມັນຫັນອອກ, ລໍາດັບ CRISPR ແມ່ນປະເພດຂອງລະບົບພູມຕ້ານທານສໍາລັບເຊື້ອແບັກທີເຣັຍ.
ມັນເຮັດວຽກແນວໃດ?
Doudna ແລະຜູ້ຮ່ວມມືຂອງນາງ, Emmanuelle Charpentier, ໃນທີ່ສຸດກໍ່ໄດ້ອອກມາວ່າ, ເມື່ອຕິດເຊື້ອໂດຍເຊື້ອໄວຣັສ, ເຊື້ອແບັກທີເຣັຍທີ່ມີ DNA ຊໍ້າຊ້ອນເຫຼົ່ານີ້ທີ່ຖືກຈັບກັບ DNA ຂອງໄວຣັດຈະໃຊ້ພວກມັນເພື່ອເຮັດໃຫ້ RNA ທີ່ຖືກຜູກກັບ DNA ຂອງເຊື້ອໄວຣັສ.
ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ຊິ້ນສ່ວນທີສອງຂອງ RNA ທີ່ເຮັດຈາກ DNA ທີ່ແຍກຕົວ CRISPR ເຮັດຊ້ໍາກັບທາດໂປຼຕີນທີ່ເອີ້ນວ່າ Cas9. ທາດໂປຼຕີນນີ້ຈະເຮັດໃຫ້ເຊື້ອໄວຣັສ DNA ແຍກແລະເຮັດໃຫ້ເຊື້ອໄວຣັດບໍ່ສາມາດເຮັດໄດ້.
ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ຮັບຮູ້ຢ່າງໄວວາພວກເຂົາເຈົ້າສາມາດຂຸດຄົ້ນຄວາມສາມາດຂອງ CRISPR ໃນການຕັດແຍກລໍາດັບ DNA ຢ່າງລະອຽດເພື່ອທໍາລາຍເຊື້ອ.
ໃນຂະນະທີ່ມີເຕັກນິກອື່ນໆເຊັ່ນ nucleases ນິ້ວມືແລະ TALENS ທີ່ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຈຸດປະສົງແລະຕັດສະຖານທີ່ສະເພາະໃນ DNA ຂອງເຊື້ອໂຣກ, ວິທີການເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນອີງໃສ່ທາດໂປຼຕີນທີ່ມີຂະຫນາດໃຫຍ່ເພື່ອຈຸດປະສົງການປ່ຽນສະເພາະໃນຂົງເຂດສະເພາະຂອງ DNA. ມັນມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກໃນການອອກແບບແລະປັບປຸງແກ້ໄຂໃນຂະຫນາດໃຫຍ່ທີ່ມີຫຼາຍໆຊະນິດໂດຍໃຊ້ວິທີການເຫຼົ່ານີ້ກ່ອນຫນ້ານີ້.
ສິ່ງທີ່ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນປະໂຫຍດ?
ລະບົບ CRISPR ພຽງແຕ່ອີງໃສ່ສອງສ່ວນຂອງ RNA ສັ້ນ: ຫນຶ່ງທີ່ກົງກັບເຂດ DNA ເປົ້າຫມາຍ, ແລະທີສອງທີ່ພົວພັນກັບທາດໂປຼຕີນທີ່ເອີ້ນວ່າ Cas9. ໃນຄວາມເປັນຈິງ, ເຖິງແມ່ນວ່າ, ມັນ turns ອອກວ່າທັງສອງເຫຼົ່ານີ້ຕ່ອນ RNA ສັ້ນສາມາດໄດ້ຮັບການປະສົມປະສານເຂົ້າໃນ molecule RNA ຄູ່ດຽວຄູ່ມືຄູ່ມື ສອງທີ່ເຮັດວຽກທັງສອງເປົ້າຫມາຍຂອງລໍາດັບ DNA ສະເພາະແລະການເກັບກໍາທາດໂປຼຕີນຈາກ cleat Cas9. ນີ້ຫມາຍຄວາມວ່າທາດໂປຼຕີນຈາກ Cas9 ແລະຫນຶ່ງໃນ RNA ສັ້ນທີ່ມີ 85 ຖານຍາວແມ່ນທັງຫມົດທີ່ຈໍາເປັນທີ່ຈະຕັດ DNA ຢູ່ເກືອບທຸກບ່ອນໃນລະບົບປະສາດ. ມັນແມ່ນຂ້ອນຂ້າງງ່າຍດາຍທີ່ຈະແນະນໍາ DNA ເພື່ອຜະລິດ RNA ດຽວ ແລະທາດໂປຼຕີນຈາກ Cas9 ເກືອບທຸກໆຈຸລັງທີ່ເຮັດ CRISPR ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວ.
ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ເປົ້າຫມາຍທີ່ສະດວກບໍ່ແມ່ນສິ່ງປະໂຫຍດດຽວເທົ່ານັ້ນຂອງເຕັກໂນໂລຢີ CRISPR ເຫນືອເຕັກນິກ TALENS ແລະສັງກະສີອື່ນໆ. ລະບົບ CRISPR ແມ່ນມີປະສິດທິພາບຫຼາຍກ່ວາວິທີການທາງເລືອກອື່ນໆ.
ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ກຸ່ມທີ່ Harvard ພົບວ່າ CRISPR ລຶບເຊື້ອໄວຣັສເປົ້າຫມາຍໃນ 51% -79% ຂອງກໍລະນີ, ໃນຂະນະທີ່ TALENS ປະສິດທິພາບຫນ້ອຍກວ່າ 34%. ເນື່ອງຈາກປະສິດທິພາບສູງນີ້, ກຸ່ມອື່ນສາມາດນໍາໃຊ້ເຕັກໂນໂລຢີ CRISPR ເພື່ອທໍາລາຍຮາກອອກໂດຍກົງໃນຫມູ embryonic ເພື່ອຜະລິດ ເມັດ transgenic ໃນຄົນດຽວ. ວິທີການມາດຕະຖານຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການຜະລິດເພື່ອສ້າງການປ່ຽນແປງໃນການສໍາເນົາຂອງເຈັດເປົ້າຫມາຍ.
ສິ່ງທີ່ຄົນອື່ນສາມາດເຮັດໄດ້ບໍ?
ນອກເຫນືອໄປຈາກການລຶບ gene, ບາງກຸ່ມຍັງໄດ້ຮັບຮູ້ວ່າ, ໂດຍມີການທົດແທນຈໍານວນຫນ້ອຍ, ລະບົບນີ້ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບການຈັດການທາງພັນທຸກໍາອື່ນໆ. ຕົວຢ່າງ, ໃນຕົ້ນປີ 2013, ກຸ່ມຈາກ MIT ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ CRISPR ສາມາດນໍາໃຊ້ເຊື້ອໂຣກໃຫມ່ເຂົ້າໄປໃນ DNA genomic. ບໍ່ດົນຫລັງຈາກກຸ່ມທີ່ຢູ່ UCSF ນໍາໃຊ້ລະບົບທີ່ຖືກດັດແປງຊື່ CRISPRi ເພື່ອສະແດງການສະແດງອອກຂອງເຊື້ອສາຍພັນທຸກໍາໃນເຊື້ອແບັກທີເຣັຍ.
ໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້, ກຸ່ມທີ່ມະຫາວິທະຍາໄລ Duke ກໍ່ຕັ້ງການປ່ຽນແປງຂອງລະບົບເພື່ອກະຕຸ້ນຊຸດຂອງແກ່ນ. ຫລາຍໆກຸ່ມຍັງໄດ້ເຮັດວຽກຮ່ວມກັບການປ່ຽນແປງຂອງວິທີການເຫຼົ່ານີ້ເພື່ອສະແດງຈໍານວນຫລາຍຂອງເຊື້ອໂຣກໃນເວລາດຽວເພື່ອຊອກຫາທີ່ຫນຶ່ງແມ່ນມີສ່ວນຮ່ວມໃນການຕອບສະຫນອງທາງຊີວະພາບທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.
The Toy Shiny ຂອງວິສະວະກໍາພັນທຸກໍາ
ແນ່ນອນ, ມີຄວາມຕື່ນເຕັ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍກ່ຽວກັບເຄື່ອງມືໃຫມ່ນີ້ສໍາລັບວິສະວະກໍາພັນທຸກໍາແລະຄວາມໄວໃນການນໍາໃຊ້ມັນສໍາລັບການນໍາໃຊ້ຕ່າງໆ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຍັງມີບາງສິ່ງທ້າທາຍທີ່ຈໍາເປັນຕ້ອງໄດ້ຮັບການແກ້ໄຂແລະ, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບກໍລະນີທີ່ມີເຕັກໂນໂລຢີໃຫມ່, ມັນຕ້ອງໃຊ້ເວລາໃນຂະນະທີ່ກໍານົດເວລາທີ່ມີຂໍ້ຈໍາກັດ. ຕົວຢ່າງ, ນັກຄົ້ນຄວ້າທີ່ Harvard ໄດ້ຄົ້ນພົບວ່າການກໍາຫນົດເປົ້າຫມາຍ CRISPR ອາດບໍ່ແມ່ນຄວາມຄິດທີ່ຖືກຕ້ອງ. ຜົນກະທົບທາງລົບຂອງ CRISPR ສາມາດນໍາໄປສູ່ການປ່ຽນແປງທີ່ບໍ່ໄດ້ຄາດຫວັງໃນເວລາແກ້ໄຂ DNA.
ເຖິງວ່າຈະມີສິ່ງທ້າທາຍຕ່າງໆກໍ່ຕາມ, CRISPR ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງທ່າແຮງອັນໃຫຍ່ຫຼວງທີ່ຈະສ້າງຄວາມປ່ຽນແປງ DNA DNA ທີ່ຈະຊ່ວຍໃຫ້ນັກຄົ້ນຄວ້າເຂົ້າໃຈຢ່າງໄວວາແນວພັນຂອງພັນໃນພັນທຸກໍາຂອງມະນຸດ. ນີ້ມີຜົນສໍາຄັນສໍາລັບການປັບປຸງການປິ່ນປົວພະຍາດແລະການວິນິດໄສ. ນອກຈາກນັ້ນ, ດ້ວຍການພັດທະນາເພີ່ມເຕີມ, ເຕັກໂນໂລຊີຂອງມັນເອງອາດຈະເປັນປະໂຫຍດສໍາລັບປະເພດການປິ່ນປົວແບບໃຫມ່. ມັນອາດຈະສະຫນອງວິທີການໃຫມ່ສໍາລັບ ການປິ່ນປົວດ້ວຍເຊື້ອໂຣກ . ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຄວາມກ້າວຫນ້າເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນວິທີການທີ່ປິດ. ສໍາລັບໃນປັດຈຸບັນ, ມັນເປັນພຽງແຕ່ຕື່ນເຕັ້ນທີ່ຈະສັງເກດເບິ່ງການພັດທະນາຢ່າງໄວວາຂອງເຄື່ອງມືການຄົ້ນຄວ້າໃຫມ່ນີ້ແລະຄິດກ່ຽວກັບປະເພດຂອງການທົດລອງທີ່ມັນຈະຊ່ວຍໃຫ້.
(ລົງວັນທີ: ກັນຍາ 30, 2013)