Genomo redagavimas
Taikant CRISPR-Cas9 sistemą tapo įmanoma tiksliai ir tiksliai modifikuoti bet kurio organizmo - pavyzdžiui, bakterijos, gyvūno, augalo ar žmogaus - genomą. Šiame kontekste taip pat kalbama apie genomo redagavimą ir genomo chirurgiją. Metodas pirmą kartą aprašytas 2012 m., Šiuo metu intensyviai tiriamas ir naudojamas visame pasaulyje (Jinek ir kt., 2012). CRISPR-Cas9 sistema buvo sukurta pradedant nuo adaptyviųjų gynybos mechanizmo imuninė sistema of bakterijos. Tai leidžia prokariotams pašalinti nepageidaujamą ir infekcinę DNR, pavyzdžiui, iš bakteriofagų ar plazmidžių.
- CRISPR reiškia. Tai yra pasikartojančios DNR sekos bakterijos.
- Cas9 reiškia.
Kaip ji veikia
Kaip veikia CRISPR-Cas9 sistema? Cas9 baltymas yra vadinamoji endonukleazė, ty fermentas, kuris pjausto nukleorūgštys ir šiuo atveju DNR dviguba grandinė. Cas9 yra susietas su RNR, kurioje be pastovios dalies yra kintama dalis, kuri atpažįsta specifinę tikslinę DNR seką. Ši RNR dalis vadinama sgRNR (maža kontrolinė RNR). SgRNR sąveikauja su DNR, kurią nukerpia nukleazė. Gautą dvigubą grandinės pertrauką gali užbaigti pačios ląstelės remonto mechanizmai. Tai gali sukelti mutacijas, kurios domina, pavyzdžiui, augalų veisimą. RNR šabloną taip pat galima naudoti įterpiant naują geno segmentą, pavyzdžiui, norint atkurti sugedusio geno funkciją. Galiausiai, jis taip pat gali būti naudojamas ligą sukeliantiems genams inaktyvuoti. Kad CRISPR-Cas sistema patektų į langelius, taip pat reikalingas pristatymo būdas. Pavyzdžiui, šiam tikslui gali būti naudojami virusiniai vektoriai, liposomos ar fiziniai metodai. Sistema skiriasi nuo kitų metodų santykiniu paprastumu, universalumu, greičiu ir kaina. CRISPR-Cas iš esmės gali būti taikomas tiesiogiai žmonėms ar ląstelėms, kurios pašalinamos iš paciento, modifikuojamos, dauginamos ir vėliau vėl įvedamos. Tai vadinama gydymu ex vivo arba autologu transplantacija.
Indikacijos
CRISPR-Cas9 šiandien vaidina svarbų vaidmenį atliekant tyrimus ir vaistų gamybą, praėjus vos keleriems metams po to, kai buvo aprašytas metodas. Ateityje papildoma genų terapija narkotikai bus sukurta. Galimų medicinos priemonių yra labai daug. Tai apima, pavyzdžiui, sunkius genetinės ligos z Diušeno raumenų distrofija, cistinė fibrozė, infekcinės ligos, tokios kaip ŽIV ir hepatito, hemofilijos ir vėžys. CRISPR-Cas9 ir panašūs genomo redagavimo metodai atveria galimybę pirmą kartą ne tik simptomiškai gydyti ligas, bet ir išgydyti jas genetinės informacijos lygiu.
Neigiamas poveikis ir rizika
Viena iš galimų problemų yra metodo selektyvumas. Gali būti, kad CRISPR gali sukelti genetinius pokyčius kitose nepageidaujamose genomo vietose. Tai vadinama „ne tikslo poveikiu“. Tai gali būti pavojinga ir sukelti šalutinį poveikį. Be to, vis dar reikia padidinti sistemos efektyvumą. Žmonėse, be somatinių ląstelių ir kamieninių ląstelių, taip pat galima manipuliuoti lytinėmis ląstelėmis, o tai lemia pakitusių genų paveldėjimą. Pavyzdžiui, jau buvo įrodyta, kad CRISPR-Cas9 galima naudoti embrionams, keliant „dizainerių kūdikių“ baimę ir galinčių turėti toli siekiančių pasekmių būsimai žmonijos raidai. Germlerio intervencija yra labai prieštaringa ir draudžiama daugelyje šalių.
