کریسپر چیست؟

ورود به صفحه محصولات مولکولی

کریسپر نوعی سیستم ایمنی تطابق پذیر در باکتری ها است که آن ها را قادر به کشف DNA ویروس و بعد نابودیشان می کند. بخشی از سیستم کریسپر، پروتئینی به نام کَس ۹ است، که قابلیت جستجو، برش زدن و سرانجام استحاله DNA ویروس را به روشی خاص دارد. فناوری کریسپر به دانشمندان اجازه می دهد، تغییراتی در DNA سلول ها ایجاد کنند.

کریسپر نوعی تکنولوژی جدید ویرایش ژنتیکی است که می تواند به پیشرفت ژن درمانی کمک های زیادی کند. تاکنون ژن درمانی عمدتا از طریق تکنیک (انتقال ژن) انجام شده است؛ به این صورت که یک ویروس بی گزند، نسخه ی سالمی از یک ژن را به سلول منتقل می کند تا جای ژن معیوب را که بیماری ایجاد کرده، بگیرد. اما در روش کریسپر، دانشمندان می توانند مستقیما ژن معیوب را اصلاح کنند. آنها DNA معیوب را جدا کرده و به جای آن یک DNA سالم می گذارند. قاعدتا، این روش باید خیلی بهتر از اضافه کردن یک ژن جدید جواب دهد، چون در این صورت خطرات ناشی از اضافه کردن یک ژن غریبه و خارجی از میان می رود. گاهی اوقات ممکن است این ژن خارجی در مکان اشتباهی قرار گیرد و منجر به سرطان شود. اما ژنی که با تکنیک کریسپر ترمیم شده تحت کنترل خواهدبود. این روش برای اکثر بیماری ها مفید است، مثلا بیماری های دیستروفی ماهیچه ای و فیبروز سیستیک باید از طریق ویرایش ژنتیکی درمان شوند. اگر پزشکان سلول های فرد بیمار را جدا کرده و آنها را ترمیم کنند و سپس دوباره آنها را به بدن بازگردانند، تعداد بسیار کمی از این سلول ها زنده می مانند. ویرایش ژنتیکی هم مثل تکنیک انتقال ژن با چالش های زیادی رو به رو است. محققان باید روش هایی پیدا کنند تا کریسپر به طور موثر در بافت های بدن یک فرد کار کند. یکی از مهم ترین ریسک های کریسپر که به وفور درباره ی آن بحث می شود، آنزیم کس 9 است. این آنزیم باید قسمت خاصی از توالی  DNA را برش دهد، اما ممکن است در قسمت های دیگری از ژنوم هم شکاف ایجاد کند که می تواند به جهش های ژنتیکی و افزایش احتمال ابتلا به سرطان منجر شود. محققان به دنبال این هستند که دقت کریسپر را افزایش دهند.

تاریخچه سیستم کریسپر

اولین بار سیستم کریسپر در اشرشیا کلای به عنوان یک توالی تکراری ۲۹ نوکلئوتیدی با فاصله ۳۲ نوکلئوتیدی توسط یوشیزومی ایشی نو ژاپنی در سال ۱۹۸۷ مطرح شد که باکتری ها و آرکی باکتری ها را از حمله باکتریوفاژها و پلاسمیدها محافظت می کند. این سیستم های دفاعی به یک RNA کوچک شناساگر توالی خاص تکیه می کنند و اسیدهای نوکلئیک خارجی راخاموش می­کنند. امروزه دانش ژنتیک با پیشرفت های فراوانی همراه بوده است و همین امر می تواند زمینه ساز درمان بسیاری از بیماری های صعب العلاج و حتی لاعلاج باشد! کریسپر یکی از جدید ترین تکنولوژی ها در درمان بیماری ها و ناهنجاری های ژنتیکی است که در ادامه به شرح آن خواهیم پرداخت. تصور کنید که یک جهش ژنتیکی نادری را به ارث برده اید و این جهش در سن 50 سالگی قطعا سبب ابتلای شما به سرطانی لاعلاج می شود (به دور از جان تان البته). و احتمالا در اثر ابتلا به همین سرطان هم بدن شما به قدری ضعیف می شود که دیگر توان مقاومت نداشته و فوت خواهید کرد. اما اگر به شما بگوییم این ژن به ارث رسیده از اجدادتان را می توانید کاملا از ژنوم خود خارج کنید و نسل های بعد از شما نیز صفت کد شده (سرطان) توسط این ژن را بروز ندهند چطور؟ همین چند خط، به طور کاملا ساده تکنیک ویرایش ژن کریسپر را توضیح می دهند. این فناوری پیشرفته نه تنها می تواند استخر ژنی جوامع بشری (مجموعه ژنوم تمام مردم یک جامعه) را اصلاح و دستخوش تغییرات گسترده کند، بلکه قادر است سیستم سلامت، غذا و دارو، کشاورزی و تمام صنایع مرتبط با علوم زیستی را از پایه و اساس دگرگون سازد.

 کاربردهای کریسپر

۱ساخت عضو پیوندی عضوهای اهدایی برای افرادی که به آن نیاز دارند، به شدت محدودند و قبل از این که دانشمندان بتوانند از سلول های بنیادی اعضای جدیدی بسازند، باید برخی گزینه های جایگزین را هم در نظر گرفت. استفاده از خوک برای اهدای کلیه می تواند یک راهکار باشد. متاسفانه خطر ابتلا به ویروس آنفولانزای خوکی هنوز وجود دارد؛ اما با تکنیک ویرایش ژنی کریسپر امکان برطرف کردن این مشکل وجود دارد. با این تکنیک می توان ژن های بیماری زا را از بدن خوک برداشت.

۲تزریق انسولین به بیماران دیابتی برای افراد مبتلا به دیابت نوع دوم، تزریق انسولین مورد نیاز بدن، می تواند پروسه ای دردناک و نامطلوب باشد. ساخت یک پیوند پوستی که حاوی پروتئین ویرایش شده با تکنیک کریسپر باشد، می تواند انسولین سطح قند خون را تنظیم و روش مرسوم تزریق را به کلی منسوخ کند.

۳درمان بیماری های قلبی ویرایش ژن های انسان هنوز مفهومی آینده نگرانه است که می تواند در آینده، دانشمندان را از لحاظ اخلاقی و پزشکی به چالش بکشد. اما ممکن است تکنیک ویرایش ژنی کریسپر به این موضوع کمک کند؛ خصوصا با آزمایش موفق که اخیرا برای ویرایش ژنتیکی بیماری قلبی در جنین انسان انجام شد. این آزمایش توانست امیدواری های زیادی برای درمان بیماری های قلبی در آینده به وجود بیاورد.

۴تغییر رنگ گل ها شاید پر کردن یک باغ با گل های رنگارنگ، همچون درمان بیماری های قلبی و دیابت از اولویت های ویرایش ژنی کریسپر نباشد؛ اما برای بسیاری از مردم یک دنیای زیباتر، هنوز هم ایده ی جذابی است. دانشمندان با تغییر ژن رنگ گل نیلوفر پیچیا، قادر به تغییر رنگ آن بودند. این اولین باری بود که تغییر رنگ گل ها با استفاده از تکنیک کریسپر انجام می شد. این موفقیت می تواند کاربردهای بالقوه زیادی داشته باشد؛ ممکن است روزی بتوانید گل های گلخانه ی خود را به رنگ مطلوب رنگ آمیزی کنید!

۵درمان برخی بیماری ها در موش ها پس از نگرانی هایی که در مورد خطر جهش های ناخواسته ژنی مرتبط به تکنیک کریسپر به وجود آمد، دانشمندان به دنبال تکنیکی بودند که بدون بریدن و چسباندن، قادر به ویرایش ژن های انسان باشند. آن ها توانستند از چنین روشی برای درمان برخی بیماری ها در موش بهره ببرند.