Gen Düzenleme 2.0 için Hazır Olun

30.12.2017
1.715
A+
A-
Gen Düzenleme 2.0 için Hazır Olun
Reklam

CRISPR DAHA FAZLASINA SAHIP DEĞIL. GEN DÜZENLEME 2.0 IÇIN HAZIR OLUN

Beş yıldan AZ BIR SÜREDE , Crispr olarak bilinen gen düzenleme teknolojisi , modern biyolojinin yüzünü ve hızını değiştirdi. Genetik materyali bulma, kaldırma ve değiştirme kabiliyeti ilk olarak 2012'de bildirildiğinden, bilim insanları Crispr'den bahseden 5.000'den fazla bildiri yayınladı. Biyomedikal araştırmacılar onu daha iyi hastalık modelleri oluşturmak için kucaklıyor. Ve sayısız şirket, teknolojiye dayalı yeni ilaçlar, terapiler, gıdalar, kimyasallar ve malzemeler ticarileştirmek için harekete geçirdi.

Genellikle, Crispr'e atıfta bulunduğumuz zaman, aslında kısa bir RNA dizisi ve etkin bir DNA kesme enzimi içeren bir Crispr / Cas9 -riboprotein kompleksi demek istedik . Üretim ve nakliye için Model T'nin yaptığı biyoloji ve tıp için yaptı; devrimci bir teknolojiye erişimi demokratikleştirecek ve süreçte statükoyu bozacaktır. Crispr şimdiden insanlarda kanseri tedavi etmek için kullanılıyor ve orak hücre anemi ve beta talasemi gibi genetik hastalıkları önümüzdeki yıliyileştirmek için klinik deneylerde bulunabilir .

Fakat Model T gibi, Crispr Classic biraz dağınık, güvenilmez ve biraz tehlikelidir. Genomdaki herhangi bir yere bağlanamaz. Bazen yanlış yerlerde keser. Ve hiçbir kapalı düğmesi yoktur. Model T aşırı ısınmaya meyilli ise, Crispr Classic aşırı yeme eğilimindedir.

Bu kısıtlamalarla bile, Crispr Classic, 2018 ve sonrasında bilim için bir atölye olmaya devam edecek. Ancak bu yıl, yeni, daha gösterişli gen düzenleme araçları, birinci nesil kuzenini geride bırakarak vaat ederek üretim hattını devrilmeye başladı. Yani kafanı Crispr'in etrafında tutsaydın, tokalaşın. Çünkü gen düzenleme 2.0 burada.

gen düzenleme yöntemi

Servo Direksiyon

Crispr'in kesme hedefli eylemi, belirleyici özelliği. Fakat Cas9 bir organizmanın DNA'sının iki kolunu keserken, gen editörü bir risk unsuru tanıtır. Hücreler, böylesine ciddi bir genetik yaralanmayı onarırken hata yapabilir. Bu nedenle bilim adamları aynı etkileri daha güvenli bir şekilde elde etmek için yollar tasarlıyorlar.

Bir yaklaşım, Cas9 enzimini mutasyona uğratarak DNA'ya hala bağlanabilmekte, ancak makas çalışmamaktadır. Sonra gen ekspresyonunu aktive eden diğer proteinler-sakatlanan Cas9 ile birleşebilir ve DNA sırasını değiştirmeden genleri açıp kapatabilir (bazen ışık veya kimyasal sinyallerle). Bu tür "epigenetik düzenleme", Crispr Classic'e en uygun olan basit tek mutasyona dayalı bozuklukların aksine, bir genetik faktör takımyıldızlığından kaynaklanan koşullarla baş etmek için kullanılabilir. (Bu ayın başlarında, Salk Enstitüsündeki araştırmacılar, şeker hastalığı, akut böbrek hastalığı ve kas distrofisi gibi farelerdeki birkaç hastalığın tedavisinde böyle bir sistem kullandı.)

Harvard ve Broad Institute'daki diğer bilim insanları, Crispr sistemine daha da cüretkâr bir çimdik üzerinde çalışıyorlar: tek tek baz çiftlerini tek tek düzenlemek. Bunu yapmak için, doğada bulunmayan, doğal olarak bir AT nükleotid çiftini bir GC'ye dönüştüren yepyeni bir enzim tasarlamışlardı. Potansiyel olarak büyük etkileri olan küçük bir değişiklik. Laboratuarı laboratuvarı yapan Harvard kimyageri David Liu, insanlardaki 32.000 bilinen patojenik nokta mutasyonunun yaklaşık yarısının tek bir takasla sabitlenebileceğini tahmin ediyor.

Liu, "Herhangi bir insanı, herhangi bir insanda, herhangi bir hayvanda veya çanak içindeki herhangi bir hücrede herhangi bir DNA parçasına değiştirebileceğimiz yanlış fikrini, halkın elinden almasını istemiyorum" diyor Liu. "Fakat şimdi olduğumuz yerde olmak bile çok fazla sorumluluk taşıyor. En büyük soru, bu yaşta ne kadar yetenekli olacak? Ve ne kadar çabuk bu teknolojik gelişmeleri topluma fayda sağlayacak tercüme edebileceğiz? "

Frenlere Yerleştirme

Crispr, ilkel bir savunma mekanizması olarak bakterilerde gelişti. Işi mi? Düşman viral DNA'yı bulmak ve yok olana kadar kesmek. Hepsi hızlandırıcı, fren yok ve özellikle klinik uygulamalar için tehlikeli hale getirebilir. Daha uzun Crispr bir hücrede kalırsa, bu tür bir şey bulmak için hedef geni gibi görünen ve bir kesim yapma şansı artar.

Bu hedef dışı etkileri en aza indirgemek için, bilimadamları Crispr etkinliğini daha sıkı kontrol etmek için birkaç yeni araç geliştirmektedir.

Şu ana kadar, araştırmacılar, doğal olarak oluşan anti-Crispr proteinlerinden oluşan 21 benzersiz aileyi -gen editörünü kapatan küçük moleküller- tespit ettiler. Ancak onlar sadece bir avuç çalıştıklarını biliyorlar. Bazıları doğrudan Cas9'a bağlanır ve DNA'ya bağlanmasını önler. Diğerleri, Cas9'tan genom üzerindeki uzay için dışarı atılan enzimleri açarlar. Şu anda UC Berkeley, UCSF, Harvard, The University ve Toronto Üniversitesi araştırmacıları, bu doğal kapanış anahtarları programlanabilir geçişlere nasıl dönüştürdüklerini anlamakta zorlanmaktadır.

Tıbbi uygulamaların ötesinde, bunlar gen sürücülerinin sürekli geliştirilmesi için hayati bir öneme sahip olacak - bir popülasyonda istenen modifikasyonu hızla yayan bir gen düzenleme teknolojisi. Evrimi bir şekilde öfkelendirmek, hastalıktan iklim değişikliğine kadar her şeyle savaşmak için güçlü bir araç olacaktır Sıtma neden olan sivrisineklerin yok edilmesi ve zararlı istilacı türlerin ortadan kaldırılması için düşünülüyor . Ancak vahşi doğada, belki de korkunç sonuçlarla kontrol dışına çıkma potansiyeline sahiptirler. Darpa, bu yıl sadece anti-Crispr devre dışı bırakma anahtarları da dahil olmak üzere daha güvenli gen sürücü tasarımları bulma yönünde 65 milyon dolar harcadı.

Cas Üzerine Bir Adım

On yıllardır süren ilerlemelere rağmen, DNA'daki böceklerin insan hastalıklarına nasıl neden olabileceği hakkında çok fazla bilim adamı hala anlamıyor. Bir hücrenin yürümekte olan emirlerine hangi genlerin kodlandığını bilseler bile, bu siparişlerin nereden alındığını ve yol boyunca nasıl çevrildiklerini (veya yanlış çevrildiğini) öğrenmek daha zor. Bu nedenle Harvard'daki gruplar ve Crispr keşfedici Feng Zhang önderliğindeki Broad , DNA yerine RNA'yı hedefleyen yeni bir Cas enzim sınıfıyla çalışıyorlar.

Bunlar, bir hücre makinesinin proteinler üretmek için okuduğu talimatlar olduğundan belirli hastalıkların genetik temelleri hakkında daha fazla bilgi taşırlar. Ve RNA ortaya çıkıp gittiğinden, DNA'ya değişiklik yapmak akut enflamasyon veya yaralar gibi kısa vadeli problemlerin tedavisinde yararlı olacaktır. Programlanabilir A ila I Değiştirme için RNA Düzenlemesi için Tamir Ettikleri Sistemşimdiye kadar sadece bir nükleotid dönüşüm için çalışıyor. Bir sonraki adım, diğer 11 olası kombinasyonun nasıl yapılacağını bulmaktır.

Ve bilim adamları her zaman yeni Cas enzimleri buluyorlar. Broad'daki ekipler, DNA'yı kestiğinde küt lekeli uçlar yerine yapışkan uçlar bırakan Cas'un cpf1'i karakterize etmek için çalışıyorlar. Şubat ayında UC Berkeley'den bir grup, henüz en kompakt Crispr sistemleri olan CasY ve CasX'i keşfetti. Ve araştırmacılar, önümüzdeki aylarda ve yıllarda daha da artmasını bekliyorlar.

Crispr-Cas9'un bunlardan en iyisi olup olmadığı ya da sadece bir nesil bilim insanının hayal gücünü ele geçiren ilk şey, yalnızca zaman gösterecek. Crispr ortak keşfedici Jennifer Doudna'nın laboratuvarında doktorasını yapan ve şimdi Yenilikçi Genomik Enstitüsü'nde çalışan Megan Hochstrasser, "Farklı başvurular için en iyi sonucu verecek şeyleri bilmiyoruz" diyor . "Şu an için herkesin tüm bu araçları bir kerede bastırması mantıklı" diye düşünüyorum.

Bu jenerasyon gen editörlerinin laboratuardan insan hastalarına, sebze sıralarına ve hastalık taşıyan zararlılara dönüşmesini bulmak için daha uzun yıllar çalışma gerekecek. Diğer bir deyişle, gen-düzenleme 3.0 bunları ilk önce eski haline getirmez.

Reklam
ZİYARETÇİ YORUMLARI - 5 YORUM
  1. Ahmet dedi ki:

    Uzun zamandır aradığım bir konuydu. Bu konuyu paylaştığınız için teşekkür ederiz.

  2. Bilal dedi ki:

    Sürekli sizi takip ediyorum. Yazılarınız çok başarılı.

  3. Salih dedi ki:

    Sürekli Sizin yazdığınız konuları keyifle takip ediyorum.

  4. Kamil dedi ki:

    Teşekkür ederiz.

  5. Gökhan dedi ki:

    Konuyu bir başka yazınızda daha detaylı ele alırsanız sevinirim.

Koç
21 Mart - 20 Nisan
Boğa
21 Nisan - 20 Mayıs
İkizler
21 Mayıs - 21 Haziran
Yengeç
22 Haziran - 22 Temmuz
Aslan
23 Temmuz - 23 Ağustos
Başak
24 Ağustos - 23 Eylül
Terazi
24 Eylül - 23 Ekim
Akrep
24 Ekim - 22 Kasım
Yay
23 Kasım - 21 Aralık
Oğlak
22 Aralık - 20 Ocak
Kova
21 Ocak - 19 Şubat
Balık
20 Şubat - 20 Mart
Koç
Boğa
İkizler
Yengeç
Aslan
Başak
Terazi
Akrep
Yay
Oğlak
Kova
Balık