فهرست مطالب
گروهی از پژوهشگران آکادمی علوم چین موفق به توسعه یک سیستم نوین ویرایش کروموزوم قابل برنامه‌ریزی (PCE) شده‌اند که می‌تواند میلیون‌ها قطعه DNA را با دقت بالا و کارایی ۳.۵ برابر بیشتر از ویرایشگرهای آنزیمی قدیمی، دستکاری کند.
به گزارش تکناک، ژنوم انسان از حدود سه میلیارد جفت باز تشکیل شده است، که در همه سلول‌های بدن وجود دارد. تاکنون ابزارهایی مانند کریسپر (CRISPR) توانسته‌اند ژن‌های خاص را ویرایش کنند و حتی تک‌بازهای DNA را با دقت تغییر دهند. با وجود این، اصلاح دقیق بخش‌های بزرگ‌تر از DNA که شامل هزاران یا حتی میلیون‌ها جفت باز می‌شود، هنوز چالش‌برانگیز و پیچیده باقی مانده است.
اکنون این گروه تحقیقاتی به رهبری گائو کای‌شیا موفق شده‌اند ابزار جدیدی برای دستکاری دقیق میلیون‌ها جفت باز DNA در موجودات زنده، به‌ویژه گیاهان توسعه دهند.
این پیشرفت می‌تواند زمینه‌ساز دستاوردهای تحول‌آفرین در پزشکی و زیست‌فناوری باشد. این یافته‌ها در مجله Cell منتشر شده است.
سیستم ویرایش کروموزوم قابل برنامه‌ریزی (PCE) نسخه بهبودیافته‌ای از یک روش قدیمی است، که اکنون ویرایش بخش‌های بزرگ DNA را ساده‌تر، دقیق‌تر و بسیار کارآمدتر کرده است.
01
از 04کاربردها در کشاورزی و زیست‌فناوری مصنوعی
این فناوری می‌تواند مسیر تحقیقات در حوزه‌های در حال رشد مانند پرورش بذرهای اصلاح‌شده ژنتیکی و زیست‌فناوری مصنوعی را متحول کند. آکادمی علوم چین اعلام کرده است که با توانایی دستکاری ساختار ژنوم، می‌توان صفات گیاهی را بهبود داد، بیماری‌های ژنتیکی را درمان کرد و حتی به سمت ساخت کروموزوم‌های مصنوعی پیش رفت.
02
از 04عبور از محدودیت‌های روش Cre-Lox
اساس این فناوری، آنزیم معروف Cre-Lox است، که از دهه ۱۹۸۰ برای وارد کردن، معکوس کردن یا جایگزینی بخش‌های بزرگ DNA استفاده می‌شد. اما با افزایش اندازه بخش DNA هدف، کارایی آن به‌شدت افت می‌کرد و اغلب آثار ناخواسته‌ای باقی می‌گذاشت که کارهای بعدی را دشوار می‌کرد.
مشکل دیگر این بود که تغییرات ایجادشده می‌توانستند برگشت‌پذیر باشند، به این معنی که نتیجه ویرایش ماندگار نبود.
03
از 04بهبود چشمگیر راندمان در ویرایش DNA
پژوهشگران چینی با بازطراحی و بهینه‌سازی این روش، توانستند کارایی را ۳.۵ برابر افزایش دهند، عوارض ناخواسته را حذف کنند و خطر برگشت تغییرات را به حداقل برسانند.
دانشمندان در گذشته، باید ۱,۰۰۰ بذر را ویرایش می‌کردند تا تنها یک بذر با ویژگی مطلوب پیدا کنند. با فناوری جدید، این عدد به ۱۰۰ بذر کاهش یافته است، که بار کاری محققان را به‌شدت کم می‌کند.
04
از 04جایگزینی برای روش‌های قدیمی ویرایش DNA
کارشناسان پیش‌بینی می‌کنند که سیستم PCE به‌زودی جایگزین روش‌های قدیمی مانند Cre-Lox در آزمایشگاه‌های سراسر جهان شود و تحولی در تحقیقات پزشکی و مهندسی ژنتیک کشاورزی ایجاد کند.
