یک تکنیک جدید اصلاح ژنتیکی به دانشمندان این امکان را داده است که از جهش‌های ژنتیکی ناخواسته جلوگیری کنند

به گزارش مجله خبری نگار-پاریس: محققان اعلام کردند که یک تکنیک اصلاح ژنتیکی جدید توسعه داده‌اند که از «برش» DNA جلوگیری می‌کند و نقص عمده‌ای را در روش‌های فعلی مربوط به ظهور جهش‌های ناخواسته در ژنوم اصلاح می‌کند.

طبق بیانیه مطبوعاتی دانشگاه کلمبیا در نیویورک، جایی که تیم تحقیقاتی به آن وابسته است، این فناوری جدید «بیشتر شبیه یک جمع‌کننده مولکولی عمل می‌کند تا یک قیچی مولکولی»، همانطور که تکنیک فعلی نامیده می‌شود.

این ابزار که CRISPR-Cas۹ نام دارد، در سال ۲۰۱۲ توسعه داده شد و در حال حاضر در هزاران آزمایشگاه تحقیقاتی در سراسر جهان مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ابزار، انقلابی در زمینه ویرایش ژن ایجاد کرده و امکان اصلاح دقیق، سریع و مقرون به صرفه بخشی از ژنوم را فراهم کرده است - به عنوان مثال، برای حذف یک ژن جهش یافته حامل یک بیماری یا مقاوم‌تر کردن یک گیاه، مشابه اصلاح یک غلط املایی در یک متن.

این روش که از مکانیسمی کشف‌شده در باکتری‌ها الهام گرفته شده است، DNA را در یک مکان خاص با استفاده از آنزیمی برش می‌دهد که نام آن را "قیچی مولکولی" توضیح می‌دهد. این تکنیک همچنین به مکانیسم‌های خوداصلاحی سلول متکی است که رشته‌های DNA را "دوباره متصل" می‌کنند، که گاهی اوقات توسط یک توالی ژنتیکی از DNA مصنوعی دست‌نخورده که توسط محققان تهیه شده است، هدایت می‌شود.

با این حال، این مکانیسم اصلاح ژن می‌تواند منجر به خطا‌ها و تغییرات ناخواسته در ژنوم شود. مطالعه‌ای که سال گذشته منتشر شد، نتیجه گرفت که این جهش‌های غیرمنتظره «قابل توجه» و «مکرر» هستند و اهمیت آنها «در گذشته به طور قابل توجهی دست کم گرفته شده است».

علاوه بر این، «برش» DNA باعث ایجاد مکانیسم واکنشی در DNA می‌شود که ممکن است اثرات نامطلوبی داشته باشد.

«ژن‌های متحرک»

به گفته‌ی ساموئل استرنبرگ، نویسنده‌ی اصلی مقاله، این مکانیسم جدید که در مقاله‌ای منتشر شده در مجله‌ی نیچر شرح داده شده است، از طریق یک گردش کار متفاوت بر این مشکل غلبه می‌کند.

این بیوشیمیست از توانایی قطعات DNA برای حرکت یا تکثیر از یک مکان به مکان دیگر روی کروموزوم‌ها بهره برد.

این محقق به خبرگزاری فرانسه توضیح داد که این ژن‌های متحرک «تمام ویژگی‌های شیمیایی لازم برای اتصال مستقیم (..) بدون هیچ گونه شکستگی در دو رشته DNA را دارند.»

دانشمندان یک ژن حامل از باکتری ویبریو کلرا که مسئول وبا در انسان است را شناسایی کرده و با موفقیت آن را طوری برنامه‌ریزی کرده‌اند که «با دقت شگفت‌انگیزی به مکان‌های از پیش تعریف‌شده در ژنوم بچسبد».

آنها همچنین نشان دادند که این ژن قادر است با استفاده از یک آنزیم، یک توالی DNA را در یک مکان خاص «رها» کند.

ساموئل استرنبرگ می‌گوید: «این رویکرد می‌تواند به ژن‌های درمانی اجازه دهد تا به روشی مطمئن‌تر از آنچه در حال حاضر ممکن است، وارد ژنوم شوند.»

او افزود: «همچنین این روش، راه را برای مداخله در برخی از انواع سلول‌ها، مانند سلول‌های عصبی که قیچی‌های مولکولی با آنها به خوبی کار نمی‌کنند، یا برای اصلاح ژنوم گروه‌های پیچیده‌ای از باکتری‌ها، مانند میکروبیوتای روده، باز می‌کند.»

این آزمایش که نتایج آن توسط نیچر منتشر شده است، بر روی باکتری اشریشیا کلی انجام شده است، اما بر اساس بیانیه دانشگاه کلمبیا، ساموئل استرنبرگ و تیمش در حال حاضر در تلاشند تا آن را روی سلول‌های پستانداران تکرار کنند.

طرفداران فناوری‌های ویرایش ژن اغلب در مورد پتانسیل آنها برای درمان بیماری‌های هنوز لاعلاج صحبت می‌کنند. این تکنیک‌ها به ویژه برای بازگرداندن شنوایی در موش‌ها و اصلاح ژن‌های بیماری‌زا در جنین انسان استفاده شده‌اند.

با این حال، بحث اخلاقی پیرامون استفاده از این تکنیک در جنین‌های انسان در ماه‌های اخیر دوباره مطرح شده است، زمانی که یک محقق چینی تأیید کرد که DNA خواهران دوقلو را اصلاح کرده است تا آنها را با استفاده از قیچی‌های مولکولی در برابر HIV، ویروسی که باعث ایدز می‌شود، مقاوم کند.

(خبرگزاری فرانسه)