Inneal Ùr airson Mìneachadh Gine
Tha e na dhòigh fìor shùbailte a dh'fhaodas luchd-rannsachaidh a chleachdadh gus atharrachadh a dhèanamh gu furasta air gineadan a bhith a 'tuigsinn an cuid obrach.
Dè a th 'ann an CRISPR?
Tha CRISPR na sheasamh airson ath-aithris ghoirid Palindromic Gearr-chunntas-Interspaced - ainm gu math tarraingeach airson teicneòlas inntinneach. Carson an t-ainm tinn? Is ann air sgàth, nuair a chaidh an lorg an toiseach anmoch anns na 1980an ann am bacteria, cha robh fios aig duine dè na pìosan goirid de DNA a chaidh a sgaradh le sreathan DNA air thuaiream. B 'e dìreach rudeigin neònach anns an DNA genomic de chuid bacteria.
Thug e faisg air 20 bliadhna gus an robh Jennifer Doudna aig Oilthigh California a 'dearbhadh gu robh na h-sreath sin a' maidseadh pàirtean de DNA viral sònraichte a bha a 'toirt buaidh air an lobhag. Mar a thàinig e a-mach, bha na h-sreath CRISPR na sheòrsa de shiostam dìon airson na bacteria.
Ciamar a tha e ag obair?
Mu dheireadh, dh 'obraich Doudna agus a co-obraiche, Emmanuelle Charpentier, nuair a chaidh bhìoras a ghabhail os làimh, bhiodh bacteria a bh' aig na pìosan DNA ath-aithris sin a fhreagair an DNA viralach gan cleachdadh gus RNA a dhèanamh a bha a 'ceangal ri DNA a' bhìoras ionnsaigh.
An uairsin, chaidh dàrna pìos de RNA a dhèanamh bhon DNA air thuaiream a dhealaich ath-sgrùdaidhean CRISPR eadar-obrachadh le pròtain ris an canar Cas9. Bhiodh am pròtain seo a 'gleusadh DNA a' bhìoras agus a 'toirt a-steach a' bhìoras.
Thuig luchd-rannsachaidh gu luath gum faodadh iad feum a dhèanamh de chomas CRISPR seo airson sreathan DNA sònraichte a ghearradh bho chèile gus cnàmhan a tharraing a-mach.
Fhad 'sa tha dòighean eile ann, leithid niceatasan-meòir sinc agus TALENS a dh'fhaodas a bhith air an cleachdadh gus cuimseachadh agus gearradh àitean sònraichte ann an DNA genomic, tha na dòighean-obrach sin an urra ri pròtain mhòra a bhith a' cuimseachadh air na roghainnean eadar-dhealaichte gu roinnean sònraichte san DNA. Tha e duilich atharrachaidhean a dhealbhadh agus a choileanadh air sgèile mhòr le mòran ghinean a 'cleachdadh nan dòighean-obrach sin roimhe.
Dè tha ga dhèanamh cho feumail?
Chan eil an siostam CRISPR a-mhàin a 'crochadh air dà phìos ghoirid de RNA: aon a tha a' freagairt ris an sgìre DNA cuimsichte, agus an dàrna tè a tha a 'ceangal ri pròtain ris an canar Cas9. Gu dearbh, ge-tà, tha e a 'nochdadh gu bheil an dà chuid de na pìosan beaga RNA seo air an cur còmhla ann am molecola RNA singilte-stiùiridh aon- fhillte a tha an dà chuid a' targaid sreath DNA sònraichte agus a 'fastadh pròtain casing Cas9. Tha seo a 'ciallachadh gu bheil a' phròtain Cas9 agus aon pìos goirid de RNA a tha 85 bonn de dh'fhaid air a h-uile càil a dh 'fheumas iad airson gearradh DNA aig cha mhòr àite sam bith anns an genome. Tha e gu math sìmplidh DNA a thoirt a-steach gus RNA singilte-treòrachaidh agus prothaid Cas9 a dhèanamh cha mhòr ceallan sam bith a bhios a 'dèanamh CRISPR mar as trice iomchaidh.
Ach, chan e targaidean freagarrach an aon bhuannachd a th 'aig teicneòlas CRISPR thairis air TALENS agus meurgan sinc eile. Tha an siostam CRISPR cuideachd mòran nas èifeachdaiche na na dòighean-obrach eile sin.
Mar eisimpleir, lorg buidheann ann an Harvard gun do chuir CRISPR gine cuimsichte air falbh ann an 51% -79% de na cùisean, ach bha èifeachdas TALENS nas lugha na 34%. Air sgàth na h-èifeachdas àrd seo, b 'urrainn do bhuidheann eile teicneòlas CRISPR a chleachdadh gus gèinean a ghluasad gu dìreach ann an luchagan gluasadach gus luchainn transgenic a chruthachadh ann an aon ghinealach. Feumaidh an dòigh-obrach àbhaisteach dà ghinealach de ghintinn a bhith a 'faighinn a' mhòid ann an dà leth-bhreac de ghine cuimsichte.
Dè as urrainn dha a dhèanamh?
A bharrachd air a bhith a 'sguabadh às gine, tha cuid de bhuidhnean cuideachd air tuigsinn gum faod an siostam a chleachdadh airson modhan ginteil eile le beagan roghainnean. Mar eisimpleir, aig toiseach 2013, nochd buidheann bho MIT gum faodadh CRISPR a chleachdadh gus genes ùra a chur a-steach do DNA genomic. Goirid às deidh chleachd buidheann aig UCSF tionndadh leasaichte den CRISPRi air a bheil an t-siostam a dh 'ainmich gus gèine targaid a chur an cèill ann am bacteria.
Bho chionn ghoirid, chuir buidheann aig Oilthigh an Diùc cuideachd atharrachadh air an t-siostam gus seataichean de ghine a chur an sàs. Tha grunn bhuidhnean cuideachd a-nis ag obair le diofar de na dòighean-obrach sin airson àireamh mhòr de ghinean a sgrionadh aig an aon àm gus a bhith a 'dearbhadh cò am fear a tha an sàs ann am freagairtean eadar-dhealaichte.
An Tèad Ùr Brèagha de Innleadaireachd Gineadach
Gu cinnteach, tha fìor thoileachas ann mun inneal ùr seo airson innleadaireachd ginteil agus an t-iasg gus a chur gu feum airson caochladh thagraidhean. Ach, tha dùbhlain ann fhathast a dh'fheumas a bhith air an toirt seachad agus, mar a tha gu tric a 'tachairt le teicneòlas ùr, bidh e a' toirt ùine gus obrachadh a-mach far a bheil na cuingealachaidhean. Tha luchd-rannsachaidh ann an Harvard, mar eisimpleir, air faighinn a-mach nach fhaod targaid CRISPR a bhith cho mionaideach mar a shaoil iad an toiseach. Faodaidh buaidhean às-thargaid den cho-roinn CRISPR adhbharan a dhèanamh air atharrachaidhean gun dùil nuair a tha iad ag atharrachadh DNA.
A dh 'aindeoin nan dùbhlain, ge-tà, tha CRISPR air a bhith soilleir gu bheil comas mòr ann gus atharrachadh a dhèanamh air DNA genomic a chuidicheas luchd-rannsachaidh nas luaithe a thuigsinn mar a tha na deich mìltean de ghinean ann an gnìomh genoma an duine. Tha buaidh chudromach aig seo a-mhàin airson leasachadh leigheas galar agus breithneachadh. A bharrachd, le leasachadh a bharrachd, dh'fhaodadh an teicneòlas fhèin a bhith feumail airson seòrsa ùr de therapachadh. Dh'fhaoidte gun toir e dòigh ùr airson leigheas ginealach . Ach, tha na h-adhartasan sin na dhòighean air falbh. Airson a-nis, tha e dìreach brosnachail coimhead air leasachadh luath an inneil rannsachaidh ùr seo agus smaoineachadh air na seòrsaichean deuchainnean a dh 'fhaodadh a cheadachadh.
(Post: 30 Sultain 2013)