اصلاح جهش‌های ناخواسته ژن با استفاده از فناوری جدید

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما؛ به نقل از وبگاه دانشگاه رایس، ابزار ویرایش ژن یکی از بزرگترین اکتشافات قرن بیست و یکم که انقلابی در تحقیقات و درمان بیماری‌های ژنتیکی و غیر ژنتیکی ایجاد کرده است. CRISPR یکی از اصطلاحات علمی است که آن را به واژگان روزمره تبدیل کرده است. خطر اولیه مرتبط با فناوری CRISPR، ویرایش‌های خارج از هدف است، یعنی تغییرات غیرمنتظره، ناخواسته یا حتی نامطلوب در مکان‌هایی در ژنوم غیر از سایت هدف.
اکنون محققان دانشگاه رایس یک ابزار جدید ویرایش ژن مبتنی بر CRISPR ایجاد کرده‌اند که دقیق‌تر است و احتمال انجام ویرایش‌های خارج از هدف را به‌طور چشمگیری کاهش می‌دهد.
نویسنده اصلی این مطالعه گفت: این ابزار، پتانسیل اصلاح تقریباً نیمی از جهش‌های نقطه‌ای بیماری‌زا در ژنوم را دارد. با این حال، ویرایشگر‌های پایه آدنین کنونی در یک حالت روشن و ثابت هستند که این مسئله می‌تواند منجر به تغییرات ناخواسته ژنوم در کنار اصلاح مطلوب در ژنوم میزبان شود.
DNA از دو رشته به هم پیوسته تشکیل شده است که به دور یکدیگر می‌پیچند و یک مارپیچ دوتایی را تشکیل می‌دهند که شبیه یک نردبان پیچ خورده است. پله‌های این نردبان از جفت‌های پایه تشکیل شده‌اند و دو پایه نوکلئوتیدی مکمل، توسط پیوند‌های هیدروژنی به هم متصل می‌شوند: آدنین (A) با تیمین (T) و سیتوزین (C) با گوانین (G).
جهش‌های این جفت پایه، جهش نقطه‌ای نیز نامیده می‌شوند و مسئول ایجاد هزاران بیماری هستند. CRISPR از یک ویرایشگر پایه آدنین (ABE) یا ویرایشگر پایه سیتوزین (CBE) برای ایجاد جهش‌های نقطه‌ای در مکان‌های مورد نظر استفاده می‌کند. در اینجا، محققان یک ABE گرفتند و آن را اصلاح کردند.
آن‌ها ABE را به دو پروتئین جداگانه تقسیم کردند که تا زمانی که یک مولکول سیرولیموس اضافه شود، غیرفعال می‌مانند. سیرولیموس که به عنوان راپامایسین نیز شناخته می‌شود، دارویی با خواص ضد تومور و سرکوب کننده سیستم ایمنی است که برای جلوگیری از رد پیوند اعضا و درمان انواع خاصی از سرطان استفاده می‌شود.
این محقق گفت: با معرفی این مولکول کوچک، دو قطعه غیرفعال جداگانه ویرایشگر پایه آدنین به هم چسبیده و فعال می‌شوند. همانطور که بدن راپامایسین را متابولیزه می‌کند، این دو قطعه از هم جدا می‌شوند و سیستم را غیرفعال می‌کنند.
محققان متوجه شدند که ابزار جدید ویرایش ژن آن‌ها علاوه بر فعال ماندن برای مدت زمان کوتاه‌تری نسبت به ABE اصلی و دست نخورده، مزایای دیگری نیز دارد.
نویسنده اصلی این مطالعه گفت: در مقایسه با یک ویرایشگر پایه دست نخورده، نسخه ما ویرایش‌های خارج از هدف را بیش از ۷۰ ٪ کاهش می‌دهد و دقت ویرایش‌های روی هدف را افزایش می‌دهد.
محققان روش خود را با هدف قرار دادن ژن PCSK9 در کبد موش آزمایش کردند. ژن PCSK9 پروتئینی را می‌سازد که به تنظیم میزان کلسترول در جریان خون کمک می‌کند، بنابراین از نظر درمانی برای انسان مفید است. آن‌ها با بسته‌بندی ABE تقسیم‌شده با راپامایسین در یک ناقل ویروس مرتبط با آدنو (AAV)، فهمیدند که یک جفت باز A●T را به یک جفت باز G●C روی ژن تبدیل می‌کند. این تبدیل به عنوان یک جهش به طور ویژه‌ای مفید است که در آن G●C که به یک جفت پایه A●T جهش یافته است، تقریباً ۵۰ ٪ از جهش‌های تک نقطه‌ای مرتبط با بیماری‌های ژنتیکی انسان را تشکیل می‌دهد.
این محقق گفت: ما امیدواریم که در نهایت شاهد استفاده از ابزار ویرایش ژنوم خود با دقت بالاتر برای رسیدگی به سوالات مربوط به سلامت انسان به روشی بسیار ایمن‌تر باشیم.