کشف مولکول ضدکریسپر با توانایی مهار فناوری ویرایش ژن

در راستای کشف راه‌هایی برای کنترل و مهار فرایند ویرایش ژن، مولکول کوچکی کشف شده است که می‌تواند اتصال آنزیم کریسپر به DNA را مهار کند.

کشف مولکول ضدکریسپر با توانایی مهار فناوری ویرایش ژن

هرچه بیشتر وارد دنیای ویرایش ژن می‌شویم، بدون شک فناوری‌های کریسپر دقیق‌تر می‌شوند اما درکنار آن، توسعه‌ی راه‌هایی برای ممانعت یا مهار این فرایند نیز ضروی است: یک مولکول ضدکریسپر. پژوهشگران در مطالعه‌ی جدیدی نشان داده‌اند مولکول‌های کوچکی وجود دارند که دارای توانایی مهار ایمن فرایند ویرایش ژن کریسپر هستند. آمیت چودری، نویسنده‌ی ارشد این مقاله می‌گوید:

کنترل دقیق و اقدام متقابل، در قلب هر تکنولوژی قدرتمندی جای گرفته است. توانایی ما را برای مهار داروهایی که موجب القاء بیهوشی برای انجام عمل جراحی می‌شوند، در نظر بگیرید و اینکه چگونه کنترل مناسب، آن‌ها را به ابزارهای بسیار مفیدی مبدل کرده است. فناوری‌های درحال ظهور کریسپر که در حال حاضر برای اهداف ژن‌درمانی و زیست‌فناوری توسعه پیدا کرده‌اند نیز لازم است در ابعاد مختلف قابل کنترل باشند.

پژوهشگران زیادی درحال انجام مطالعاتی برای یافتن راه‌های ایمن و مؤثر برای کنترل، مهار و حتی معکوس‌کردن فناوری‌های ویرایش ژن هستند. حتی دارپا در برنامه‌ی ژن‌های ایمن خود میلیون‌ها دلار صرف توسعه‌ی ابزارهایی برای کاهش خطرات تکنولوژی ویرایش ژن کرده است.

تاکنون، چندین پروتئین ضدکریسپر شناسایی شده‌اند ولی هرکدام دارای محدودیت‌های قابل‌توجهی هستند. این پروتئین‌ها مولکول‌های بزرگی هستند که اغلب نمی‌توانند وارد سلول شوند. آن‌ها به‌راحتی قابل بازگشت نبوده و می‌توانند به‌وسیله‌ی سیستم ایمنی شناسایی شده و مورد حمله قرار گیرند. هدف از پژوهش جدید یافتن بازدارنده‌های کریسپر مولکولی کوچک سنتزی بود که ایمن و قابل بازگشت بوده و به‌طور موثری بتوانند تعامل بین CRISPR-Cas9 و DNA را برهم بزنند.

مولکول‌های ضدکریسپر کشف‌شده می‌توانند به‌سرعت فعالیت فرایند ویرایش ژن CRISPR-Cas9 را مهار کنند

پژوهشگران پس از توسعه‌ی یک پلتفرم غربالگری جدید که می‌تواند فعالیت آنزیم کریسپر را در یک سلول اندازه‌گیری کند، حدود ۱۵۰۰۰ ترکیب مختلف را مورد بررسی قرار دادند تا ترکیباتی را پیدا کنند که بیشترین تاثیر را روی مهار فعالیت کریسپر دارند. یک ترکیب خاص به‌نام BRD0539، دارای این قدرت بود که از اتصال آنزیم Cas9 به DNA ممانعت کند. فعالیت این مولکول کوچک وابسته به مقدار بود. باتوجه‌به این خصوصیت می‌توان در زمان واقعی، درجه‌ی مهار را با دقت بالایی ازطریق استفاده از مقدار مناسب تنظیم کرد. این مولکول همچنین در پلاسمای خون پایدار و به‌راحتی قابل برداشت بود؛ به این معنا که فعالیت بازدارندگی آن قابل بازگشت است. چودری می‌گوید:

این نتایج، اساسی برای کنترل شیمیایی دقیق فعالیت‌های CRISPR-Cas9 ایجاد می‌کند و استفاده‌ی بی‌خطر از چنین فناوری‌هایی را ممکن می‌سازد؛ اگرچه این مولکول‌ها هنوز برای کاربردهای انسانی آماده نیستند و اثربخشی آن‌ها در موجودات زنده مورد بررسی قرار نگرفته است.

چودری در ادامه توضیح می‌دهد که:

هنوز روزهای اولیه پژوهش است و این مطالعه تنها یک «اثبات مفهوم» برای توسعه‌ی یک پلتفرم غربالگری محسوب می‌ود که می‌تواند مولکول‌های ضدکریسپر را شناسایی کند. گام‌های بعدی پژوهش، درک بهتر این موضوع است که چگونه این مولکول‌ها فعالیت کریسپر را مهار می‌کنند و نیز بهینه‌سازی بهتر قدرت و اختصاصی بودن آن است قبل از اینکه ببینیم آیا این فرایند در موجودات زنده ایمن است یا نه.

 

منبع : زومیت