בעזרת כמה שינויים קלים, מדענים יכולים לחתוך ולהדביק DNA בתוך תאים חיים, הודות לטכניקה חדשה ומבטיחה שיכולה לאפשר הכל מבדיקת תרופות חדשות או ריפוי מחלות גנטיות.
וחוקרים רק גילו דרך לעשות את התהליךהרבה יותר זול וקל יותר, על פי מחקר שפורסם ביום חמישי בכתב העתתא התפתחותי.
תמורת פחות מ-100 דולר ארה"ב, התהליך החדש מאפשר למדענים לייצר חלק מחומרי המפתח הדרושים כדי לשנות את כל הגנום של האורגניזם, או את סט ה-DNA המלא שלו,אמרו החוקרים.
ההתקדמות מבוססת על טכניקה המאפשרת למדענים להצטמצם בגן ספציפי ולגזור ולהדביק פיסות DNAלשנות את הפונקציה שלו, המכונה CRISPR-Cas9. ג'ניפר דודנה מאוניברסיטת ברקלי ועמיתיה גילו לראשונה את התהליך הטבעי הזה שחיידקים משתמשים בו כדי להגן על עצמם מפני פלישה.
אבל הטכניקה הרבה יותר חזקה מזה - היא בעצם מעניקה למדענים את היכולת לשכתב נתחים ספציפיים מהקוד הגנטי של אורגניזם, כולל זה של בני אדם.
משנים את הגנים שלנו
כך זה עובד: כאשר חיידק נתקל ב-DNA מא, הוא מייצר גדיל של RNA, בן דוד מולקולרי ל-DNA, התואם את רצף ה-DNA הנגיפי, המכונה RNA מנחה. ה-RNA המנחה נצמד לחלבון (החלק של Cas9 של השם CRISPR-Cas9), ויחד הם מחפשים את הנגיף התואם. כשהם מוצאים התאמה, החלבון, שמתנהג כמו זוג מספריים, חותך את ה-DNA הנגיפי והורס אותו.
ניתן להשתמש באותו תהליך כדי לחתוך ולהדביק DNA כמעט בכל סוג של תא חי. לדוגמה, במקום להשתמש במספרי החלבון כדי לחתוך וירוס, ניתן להשתמש בהן כדי לגזורDNA בתא אנושיולהחליף אותו ב-DNA לפי בחירת המדען.
בדרך זו, ניתן יהיה להחליף גרסה פגומה של גן בגרסה בריאה.
לבני אדם יש בערך 20,000 עד 25,000 גנים, המקודדים לחלבונים שמבצעים עבודות חיוניות בתאים שלנו. אבל לשרטוט הגנטי שלנו יש הרבה DNA אחר שתכליתם פחות ברורה. היורש של פרויקט הגנום האנושי, האנציקלופדיה של יסודות ה-DNA (ENCODE), זיהה מה עושה 80 אחוזים מהסט השלם של ה-DNA שלנו, אבל השאר נותר בגדר תעלומה.
במחקר החדש, החוקרים פיתחו שיטה שמקלה על יצירת מולקולות המדריך שמתמקמות ב-DNA שמישהו רוצה לצבוט. החוקרים כינו את התהליך בצורה מצחיקה "CRISPR-EATING", אשר קיצור של "כל מה שזמין הפך למדריכים חדשים".
כדי להדגים את הטכניקה, המירו החוקרים כמעט 90 אחוז מה-DNA של חיידק הקיבה הנפוץ E. coli (הזן הלא מזיק, לא מהסוג שעלול לגרום לך לחלות) ל-40,000 מולקולות מנחה שונות. ניתן להשתמש בכל אחת מהמולקולות הללו כדי למקד כל פיסת DNA שחוקר עשוי לרצות לשנות.
לדוגמה, אם מדען רוצה להבין מה עושה גן מסוים, כל מה שהוא או היא צריכים לעשות זה לחתוך אותו ולראות מה קורה. ניתן להזריק אלפי מדריכים אלו לתאים שונים בבת אחת, תהליך המכונה סקר גנטי. מסכים אלו יכולים לחשוף אילו צורות של גן קיימות, והאם כל אחת מהן עלולה להוביל למחלה.
ניטור עובר גדל
אבל לחוקרים שפיתחו את הטכנולוגיה הזו יש שימוש אחר בראש. הם מתכננים לעקוב אחר כרומוזומים, חבילות ה-DNA המפותלות בחוזקה המכילות את הגנים, בתאים חיים בזמן שהתאים מתחלקים. הם מקווים לגלות מה שולט בגודל הגרעין, התא המרכזי של תא המכיל את ה-DNA ורכיבים אחרים של התא כאשר הוא מתפתח לאורגניזם רב תאים.
"טכנולוגיה זו תאפשר לנו לצייר כרומוזום שלם ולהסתכל עליו חי ובאמת לעקוב אחריו... בזמן שהוא עובר מעברים התפתחותיים, למשל בעובר", מחברת המחקר רבקה הלד, ביולוגית מולקולרית ותאית באוניברסיטת ברקלי. , אמרבהצהרה.
זה חשוב כי זה אומר שחוקרים יכולים לעקוב אחר שינויים בגודל ובמבנה של כרומוזומים כשהתאים מתחלקים - ועלולים לזהות שינויים שעלולים להוביל למחלה.
מוקדם יותר השנה, מדענים סינים עוררו מחלוקת כשהודיעו שהם השתמשו בטכניקת עריכת הגנים כדילצבוט את הגנום של עוברים אנושיים. העוברים נבחרו מכיוון שהם לא היו מסוגלים לשרוד, אבל כמה מדענים הזהירו לגבי האתיקה והבטיחות של שימוש בטכנולוגיה המתהווה באנשים.
דאגה אחת היא העובדה שהטכניקה עדיין לא מדויקת, ומביאה להרבה מוטציות מקריות בחלקים אחרים של הגנום. מתוך 86 העוברים שניסו החוקרים הסינים לשנות, רק 28 מהם שונו בהצלחה, ורק חלק קטן מהם הכילו את ה-DNA הרצוי. כדי שהטכניקה תהיה בטוחה, הדיוקצריך להיות קרוב יותר ל-100%, אמרו החוקרים.
לאחרונה התפתחו מדעניםדרך לצמצם את המוטציות הלא רצויותב-40%, מה שעשוי להפוך את הטכניקה לבטוחה הרבה יותר לשימוש אנושי. אבל המכשולים האתיים נשארו.
מאמר זה פורסם במקור על ידיBusiness Insider.
עוד מ-Business Insider:
