تقنية CRISPR/Cas9

طفرة نقطية مفردة في أساس مفرد في جينة الهيموغلوبين تؤدي إلى مرض خطير يدعى فقر الدم المنجلي. تصوروا لو أن هناك طريقة جزيئية تقص الأساس الطافر وتضع بدلاً عنه الأساس الطبيعي.  هذا الأمر كان منذ سنين صعباً وبعيداً عن متناول العلماء لكن ليس بعد الآن، فبفضل تقنية جديدة تدعى CRISPR/Cas9 أصبح من الممكن تعديل وهندسة أي جينوم معروف التسلسل.

ما هي هذه التقنية؟

اكتشفها لأول مرة علماء تغذية عندما كانوا يدرسون الفيروسات المعدية لذراري المكورات العقدية المستعملة في صناعة الجبن واللبن. حيث اكتشفوا أن الصبغيات الجرثومية تحوي تسلسلات تكرارية (دعيت CRISPR) وكانت المفاجأة عندما وجدوا تسلسلات من الفيروسات المعدية بين هذه التكرارات! وبعد الدراسة تعرفوا على آلية مناعية لدى الجراثيم لمكافحة الفيروسات التي تصيبها. وهي آلية بسيطة جداً تشتمل على مكونين:


1-أنزيم Cas وهو أنزيم نكلياز أي يقوم بقطع سلاسل الدنا، ويمكن تشبيهه بالمقص الذي يقطع سلسلة الدنا.
2-رنا دليل يحوي تسلسل الفيروس ويقوم بإرشاد الأنزيم إلى الدنا الفيروسي كي يقوم بقطعه وبالتالي تخريبه.


كيف تم استعمال هذه التقنية؟

تسمح هذه الآلية بقطع نوعي عند أساس محدد يحدده تسلسل الرنا الدليل، ومن هنا أتت الفكرة للعلماء بتسخيرها ليتمكنوا من تعديل أي جينوم يريدونه، فهي بمثابة مقص يمكن توجيهه أينما نريد. لكن ماذا بعد القص؟  بعد ذلك يأتي دور آلة إصلاح الدنا الموجودة في الخلية فإما:


أن تلصق القطعتين ببساطة لكن ذلك يعطل الجينة المستهدفة ويمكن استعمال هذا النمط في تعطيل جينات معينة من أجل دراسة دورها.
أو يمكن أن تنسخ الخلية قطعة دنا قريبة لتكمل التسلسل الناقص، وهنا يتم إعطاء الخلية قالب الدنا الذي يريده العلماء ويجعلون الخلية تملأ أي تسلسل يريدونه من تعديل أساس بسيط إلى إضافة جينة جديدة كاملة. يحوي هذا الدنا القالب: الموقع المرغوب إدخاله إضافة إلى تسلسل مماثل homologous لموقع التحرير قبله وبعده (تدعى آلية الإصلاح هذه بالإصلاح المماثل الموجه Homology Directed Repair.

ما هي فوائد هذه التقنية؟

يجدر الذكر أنه كان هناك تقنيات مماثلة لكنها كانت مضنية ومستهلكة للوقت أما هذه التقنية فهي سريعة وفعالة ورخيصة فهي مجرد تسلسل نكليوتيدات (بشكل بلازميد) يتم إيصالها إلى الخلية فتنسخ أنزيم Cas9 مع الرنا الدليل واللذان يقومان بالعمل.
الاستعمالات الحالية هي في البحث في تأثيرات تعديل جينة (أو يمكن تعديل عدة جينات بنفس الوقت) على الكائن لمعرفة وظيفتها.
كما يمكن في المستقبل استعمالها في المعالجة الجينية كعلاج مرض فقر الدم المنجلي الذي ذكرناه.
أخيراً أنيميشن بسيط يصور هذه التقنية

 

المصادر :

https://www.abmgood.com/marketing/knowledge_base/CRISPR_Cas9_Introduction.php

http://www.pnas.org/content/112/20/6245.full

اضف رد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني . الحقول المطلوبة مشار لها بـ *

*