تکنیک ها, مهندسی ژنتیک و کلونینگ, ویدیو های آموزشی
کریسپر کس ۹ – CRISPR-Cas9
ویرایش ژنوم و CRISPR-Cas9 (کریسپر کس ۹) چیست؟
فناوری ویرایش ژنوم که ویرایش ژن نیز نامیده می‌شود، گروهی از فناوری‌ها است که به دانشمندان توانایی تغییر DNA یک موجود را می‌دهد. این فناوری‌ها اجازه می‌دهند تا مواد ژنتیکی در مکان‌های خاصی از ژنوم اضافه، حذف یا تغییر داده شوند. چندین رویکرد برای ویرایش ژنوم ایجاد شده است.
یکی از معروف‌ترین آنها CRISPR-Cas9 نامیده می‌شود که مخفف تناوب‌های کوتاه پالیندروم فاصله‌دار منظم خوشه‌ای یا clustered regularly interspaced short palindromic repeats و پروتئین ۹ مرتبط با CRISPR است. سیستم CRISPR-Cas9 هیجان زیادی را در جامعه علمی ایجاد کرده است زیرا سریع‌‌تر، ارزان‌تر ،دقیق‌تر و کارآمدتر از سایر روش‌های ویرایش ژنوم است.
CRISPR-Cas9 از یک سیستم ویرایش ژنوم طبیعی اقتباس شده است که باکتری‌ها از آن به عنوان دفاع ایمنی استفاده می‌کنند. هنگامی که باکتری‌ها با ویروس‌ها آلوده می شوند، قطعات کوچکی از DNA ویروس‌ها را می‌گیرند و آنها را با الگوی خاصی در DNA خود وارد می‌کنند تا بخش‌هایی به نام آرایه‌های CRISPR ایجاد کنند.
آرایه‌های CRISPR به باکتری‌ها این امکان را می‌دهد که ویروس‌ها یا ویروس‌های مرتبط و مشابه را به خاطر بسپارند. اگر ویروس‌ها دوباره حمله کنند، باکتری‌ها قطعات RNA را از آرایه‌های CRISPR تولید می‌کنند که مناطق خاصی از DNA ویروس‌ها را شناسایی کرده و به آن متصل می‌شوند. سپس باکتری‌ها از Cas9 یا یک آنزیم مشابه برای جدا کردن DNA استفاده می‌کنند که ویروس را از کار می‌اندازد.
محققان این سیستم دفاعی ایمنی را برای ویرایش DNA تطبیق دادند. آنها یک قطعه کوچک از RNA را با یک توالی راهنما کوتاه ایجاد می‌کنند که به یک توالی هدف خاص در DNA سلول متصل می‌شود مانند بخش های RNA که باکتری ها از آرایه CRISPR تولید می‌کنند. این RNA راهنما به آنزیم Cas9 نیز متصل می‌شود. هنگامی که RNA راهنما به سلول وارد می‌شود، توالی DNA مورد نظر را تشخیص می‌دهد و آنزیم Cas9، DNA را در محل مورد نظر برش می‌دهد.
کاربرد CRISPR-Cas9 در غربالگری ژن
برای درک مکانیسم‌های مولکولی تومورزایی و کشف اهداف درمانی جدید، شناسایی وابستگی‌های ژنتیکی اصلی و جهش‌های انکوژنیک کلیدی در سرطان‌ها ضروری است. بنابراین، غربالگری ژن در شرایط in vitro و in vivo کارآمد و بی طرفانه ضروری است.تکنیک‌های RNAi در صفحه‌های ژنی کتابخانه‌های siRNA/shRNA استفاده می‌شوند.
با این حال، در حالی که RNAi رونوشت های mRNA را هدف قرار می دهد و حذف ژن خاص معمولاً جزئی یا ناقص است، دامنه غربالگری ژن توسط RNAi محدود است. فناوری CRISPR-Cas به طور قابل توجهی بر این محدودیت غلبه می کند، زیرا استفاده از CRISPR-Cas9 در غربالگری ژن، امکان هدف قرار دادن طیف گسترده تری از ژنوم سرطان را ارائه می دهد.
در این مطلب به مطالعه مهمی در زمینه ی CRISPR-Cas9 می پردازیم. ثابت شده است که تکثیر رده‌های سلولی سرطانی متعدد به MELK از طریق RNAi یا داروهای هدفمند با مولکول کوچک بستگی دارد. از این رو، OTS167 یک داروی شیمی درمانی جدید برای MELK در نظر گرفته می‌شود. با این حال، آن لین و همکاران پس از تغیر MELK توسط CRISPR-Cas9، هیچ تغییر قابل توجهی در تناسب رده های سلولی سرطان سینه یا رده‌های سلولی شش سرطانی دیگر مشاهده نکردند.
علاوه بر این، OTS167 همچنان از تکثیر رده های سلولی سرکوب کننده MELK جلوگیری کرد. بنابراین، نویسندگان پیشنهاد کردند که OTS167 ممکن است با مکانیسم‌های دیگر مانع تقسیم سلولی شود. این مطالعه نیاز به غربالگری و اعتبارسنجی اهداف دارویی در مطالعات پیش بالینی با استفاده از تکنیک CRISPR-Cas9 را برجسته می‌کند.
این مطالعه همچنین چالش‌های استفاده از فناوری CRISPR برای شناسایی صحیح ژن‌های ضروری سرطان را نشان می‌دهد. از سوی دیگر، میچیکو کوداما و همکاران یک کتابخانه shRNA را با یک کتابخانه CRISPR-Cas9 در سطح ژنوم ترکیب کرد تا غربالگری جهش از دست دادن عملکرد یا loss of function را در داخل بدن انجام دهد، که KPNB1 را به عنوان یک هدف درمانی جدید برای سرطان تخمدان اپیتلیال شناسایی کرد.
جالب توجه است که حذف ژن‌های بیشتری در تومورهایی که از CRISPR-Cas9 استفاده می کردند نسبت به تومورهایی که از shRNA استفاده می کردند، مشاهده شد که نشان می‌دهد تفاوت‌های عملکردی بین دو روش غربالگری تا حدی وجود دارد.
محدودیت‌ها و مسیرهای آینده CRISPR-Cas9
اگرچه فناوری CRISPR-Cas9 مزایای قابل توجهی در مورد کارایی ویرایش ژن و محدوده توالی هدفمند دارد، اما غیرقابل انکار است که اثرات خارج از هدف آن یا عوارض جانبی مانع کاربرد بالینی آن می‌شود. جینک و همکاران ابتدا متوجه شدند که توالی دانه که به عنوان ۱۲ باز براساس انتهای ‘۳ توالی sgRNA در مجاورت PAM بالادست تعریف شده است، تحمل کمی برای عدم تطابق پایه CRISPR-Cas9 دارد.
در همان زمان، Yanfang Fu و همکاران پیشنهاد کردند که Cas9 اندونوکلئاز می‌تواند عدم تطابق یک یا دو باز را تحمل کند و فعالیت ژن مورد نظر نسبت به عدم تطابق در انتهای ‘۳ توالی هدف گیری sgRNA حساس تر است. علاوه بر عدم تطابق پایه، حذف و درج جفت بازها در توالی های DNA نیز می‌تواند منجر به اثرات خارج از هدف یا عوارض جانبی شود.
با شرکت در دوره کارآموزی طراحی دارو ژنیران، دانش خود را درباره کریسپر کس 9 افزایش دهید:
پژوهشگر مستقل برای انجام کار میتونه از ازمایشگاه استفاده کنه
ممنون
بله میتوانید بخشی از آزمایشگاه را اجاره کنید
من ویدئویی دیدم از سازنده ها این فناوری که اون رو به قیمت ۴۰دلار میفروشند که در دسترس عموم باشد و یکی از محققاناین فناوری به بدن خودش هم تزریق میکنه
با سلام
آیا تکنولوژی کریسپر در ایران در حال حاضر انجام پذیر است؟
بله، تکنولوژی کریسپر در ایران قابل اجرا و در حال استفاده است. اگرچه چالش‌هایی مانند هزینه و دسترسی به تجهیزات وجود دارد، محققان ایرانی با تلاش و استفاده از توانمندی‌های داخلی در این حوزه فعال هستند. برای مشارکت در پروژه‌های مرتبط یا استفاده از این فناوری، میتوانید با مراکز پژوهشی معتبر مانند پژوهشگاه رویان یا دانشگاه‌های برتر ایران تماس بگیرید.
مطالب آموزنده بودند.بخصوص اینکه من دنبال درمان بیماری پسرم که اوتیسم است هستم.کمی به آینده امیدوارتر شدم.شاید با پییشرفت علم وبومی سازی وهمچنین در دسترس همگان قرار گرفتن این تکنوژیهای پیشرفته بشود این افراد که دچار بیماریهای خاص هستند وخانواده هایشان را امیدوار به آینده کرد.
آیا با این تکنولوژی می‌توان وسواس فکری و فوبیا را درمان کرد
در حالی که کریسپر یک ابزار قدرتمند برای ویرایش ژنتیکی است و پتانسیل بالایی برای درمان بسیاری از بیماری‌ها دارد، در حال حاضر استفاده از این فناوری برای درمان وسواس فکری و فوبیا هنوز در مراحل تحقیقاتی قرار دارد.
ایا برای ام اس درمان قطعی وجود دارد با این تکنولوژی
در حالی که CRISPR/Cas9 امیدهای زیادی را برای درمان بیماریهای مختلف ایجاد کرده است، برای استفاده از این تکنولوژی به عنوان درمان قطعی برای ام‌اس هنوز راه طولانی در پیش است. نیاز به تحقیقات بیشتری برای اطمینان از اثربخشی و ایمنی این روش در انسان‌ها وجود دارد، و پژوهش‌ها باید به توسعه‌ی استراتژی‌های دقیق برای هدف‌گیری و درمان بیماریهای ایمنی مانند ام‌اس بپردازند.
در حال حاضر، بهترین رویکرد برای مبتلایان به ام‌اس استفاده از درمان‌های موجود است که شامل داروهای مدیفایر بیماری، درمان‌های کاهش دهنده‌ی التهاب و روش‌های توانبخشی برای مدیریت علائم می‌شود. همچنین، مشاوره با متخصصین نورولوژی و ایمونولوژی می‌تواند به درک بهتر و مدیریت این بیماری کمک کند.
سلام خسته نباشید ایا این روش روی بیماری فلج اطفال هم جواب میده یا نه منظورم کسایی هستند که دچار فلجی دست و پا شده اند
CRISPR/Cas9 یک تکنولوژی ویرایش ژن است که بیشتر برای اصلاح ژنتیکی در بیماریهای ناشی از جهش‌های ژنتیکی استفاده می‌شود. در مورد بیماری فلج اطفال که یک بیماری ویروسی است و به دلیل عفونت با ویروس پولیو ایجاد می‌شود، این تکنولوژی مستقیماً کاربردی ندارد.
فلج اطفال و عواقب آن
فلج اطفال می‌تواند باعث آسیب دائمی به اعصاب شود، که منجر به فلج و ضعف عضلانی می‌شود. درمان‌های موجود برای فلج اطفال بیشتر بر توانبخشی و بهبود عملکرد فیزیکی متمرکز است و شامل فیزیوتراپی، داروهای ضد التهاب و گاهی اوقات جراحی برای بهبود تحرک و کاهش درد است.
نقش احتمالی CRISPR/Cas9
اگرچه CRISPR/Cas9 نمی‌تواند مستقیماً برای درمان آسیب‌های ناشی از فلج اطفال استفاده شود، اما تحقیقاتی در جریان است که بررسی می‌کنند آیا این تکنولوژی می‌تواند برای ترمیم بافت‌های آسیب‌دیده یا تحریک مکانیسم‌های ترمیمی در بدن استفاده شود. به عنوان مثال، ویرایش ژن‌هایی که در رشد و بازسازی عصبی نقش دارند می‌تواند به تحقیقات در زمینه ترمیم عصب کمک کند.
چشم‌انداز آینده
استفاده از CRISPR برای بازسازی بافت عصبی یا بهبود توانایی‌های ترمیمی بدن هنوز در مراحل اولیه تحقیق است و نیاز به مطالعات بیشتری دارد تا امکان‌پذیری و ایمنی آن در شرایط بالینی تایید شود. در حال حاضر، فوکوس اصلی در درمان آسیب‌های ناشی از فلج اطفال بر روی رویکردهای موجود و بهبود کیفیت زندگی بیماران است.