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:
سلام میخوام بپرسم درمورددیابت هم پیشرفتی هست یانه
در زمینه دیابت، تحقیقات با استفاده از CRISPR هنوز در مراحل نسبتاً اولیه قرار دارد، اما پیشرفت‌هایی در این زمینه صورت گرفته است:
دیابت نوع 1
دیابت نوع 1 یک بیماری خودایمنی است که در آن سیستم ایمنی بدن به سلول‌های بتا در پانکراس که انسولین تولید می‌کنند، حمله می‌کند. تحقیقات در حال بررسی استفاده از CRISPR برای تعدیل پاسخ ایمنی یا حفاظت از سلول‌های بتا در برابر حملات سیستم ایمنی است.
دیابت نوع 2
دیابت نوع 2، که عمدتاً با مقاومت به انسولین مشخص میشود، همچنین ممکن است از فناوری‌های ویرایش ژن سود ببرد. تحقیقات در حال حاضر بر روی تغییر ژنتیکی در سلول‌های کبدی و عضلانی برای بهبود پاسخ به انسولین یا تنظیم تولید گلوکز تمرکز دارد.
تحقیقات جاری و آزمایشات بالینی
چندین مطالعه در حال اکتشاف است که آیا CRISPR می‌تواند برای ویرایش مستقیم سلول‌های بتا یا تولید سلول‌های بتا از سلول‌های بنیادی استفاده شود. این تکنیک‌ها می‌توانند به تولید سلول‌های قادر به تولید انسولین و کاشت آنها در بیماران کمک کنند.
چالش‌ها
ایمنی و دقت: ویرایش ژنتیکی باید بسیار دقیق باشد تا از تغییرات ناخواسته در DNA و ایجاد مشکلات جدید جلوگیری شود.
پذیرش بدن: هر نوع سلول جایگزین یا ویرایش شده باید توسط بدن پذیرفته شود بدون اینکه واکنش ایمنی نامطلوبی ایجاد کند.
اخلاقیات و قانون‌گذاری: استفاده از CRISPR برای درمان بیماری‌هایی مانند دیابت نیازمند تأییدیه‌های اخلاقی و قانونی است.
سلام،وقت بخیر، برای بیماری نورون حرکتی(ALS)، این فناوری کاربرد دارد،قابل استفاده هست یا خیر؟بیمار در مرحله ی ای هست که دست ها و پاهاش درگیر هستن و نمیتونه راه بره.ممنون میشم جواب بدید ،با تشکر
تاکنون، درمان‌های مبتنی بر CRISPR برای ALS به طور گسترده در دسترس نیستند و بیشتر در مرحله تحقیق و توسعه قرار دارند. برخی از آزمایش‌های بالینی در حال بررسی اثربخشی و ایمنی این رویکردها هستند.
آنشاا…شبانه روز روش کار کنن به داد مردم گرفتار برسن.خسته نباشید.عالی….
سلام وقت بخیر . امکان تهیه و خریداری دوره کامل کلونینگ و کریسپر هست ؟ گواهینامه معتبر انگلیسی هم داده میشود ؟
دوره ای به نام کریسپر نداریم
میتوانید تمام دوره های ما را در منوی دوره های آموزشی مشاهده کنید و سرفصل های آن را مطالعه فرمایید
با سلام آیا برای درمان سرطان هم انجام میشه؟؟
فناوری CRISPR پتانسیل بزرگی در درمان سرطان دارد و می‌تواند رویکردهای جدیدی برای درمان این بیماری ارائه دهد. با این حال، تحقیقات و مطالعات بیشتری برای اطمینان از ایمنی و اثربخشی این روش‌ها مورد نیاز است. CRISPR می‌تواند انقلابی در درمان سرطان ایجاد کند، اما هنوز در مراحل اولیه توسعه و تحقیق قرار دارد.
با سلام پسر ۹ساله ای دارم با بیماری ژنتیکی نادر infantile liver failure type2 که در اثر این بیماری فقط در مواقع تب یا عفونت کم کاری شدید کبدی نشون میده و باید بستری بشه و در بقیه مواقع مشکلی نداره آیا این روش می تونه برای این مورد موثر باشه ممنونم
سلام در حال حاضر این روش تحقیقاتی میباشد
بسیار عالی
سلام و خسته نباشید
مطالبتون جالب بود فقط اینکه در حال حاظر در این رابطه دارویی تهیه شده و اثر بخش هست مثلا برگردوندن شنوایی یا بینایی و یا کلا تقویت آنها و عوارض هم دارد
سلام ممنون، این علم در حال توسعه است
آیا این اصلاح ژنی در دنیا در حال انجام است؟
سلام بله بصورت تحقیقاتی
علی
خیلی عالی و پر محتوی بود ولی صدای آهنگ باید قطع شود
بسیار عالی بود، ممنون از توضیحات کامل شما و تهیه انیمیشن خیلی خوبتون
🌹
سلام ممنون از ویدئوی مفید، ولی موزیک را حذف کنید لطفا و کسی دوبله کنه که صدای رسا داشته باشه و همچنین از روی کاغذ نخونه. ساخت انیمیشن عالی بود، موزیک و دوبله افتضاح
سلام مطلب مفیدی بود ممنون آینده این دانش مثل آینده دانش هوش مصنوعی و رباط ها خیلی هیجان انگیزه
سلام در ایران هم این تحقیقات صورت میگیره؟ کجا؟
بله در زمینه های مختلفی در ایران این تکنیک انجام میشود