گسترش قابلیت‌های ویرایش آر.ان.ای با پلتفرم جدید

ساینس دیلی| پژوهشگران موسسه «ام.آی.تی» در مطالعه اخیرشان سیستمی موسوم به رِسکیو ابداع کرده‌اند که آنها را قادر می‌سازد تا آر. ان.ای‌ها را دقیق‌تر از قبل ویرایش کنند. پژوهشگران اخیراً سیستمی مبتنی بر فناوری کریسپر توسعه داده‌اند که توسط آن می‌توانند دقیق‌تر از قبل، آر.ان.ای‌ها را ویرایش و بیماری‌های مرتبط با جهش ژنتیکی را درمان کنند. سیستم مذکور با کمک ابزار فناوری کریسپر می‌تواند ژن‌ها و بیان آنها را دستکاری کند برای مثال می‌تواند دی.ان.ای را با آنزیم Cas۹ و Cas۱۲ و آر.ان.ای را با آنزیم Cas۱۳ مورد هدف قرار دهد.

طی این مطالعه پژوهشگران استراتژی‌های مختلفی را برای مقابله با جهش‌ها ارایه داده‌اند. به گفته پژوهشگران هدف قرار دادن جهش‌های مرتبط با بیماری در آر.ان.ای می‌تواند از تغییرات طولانی مدت ژنوم جلوگیری کند. علاوه بر این ویرایش برخی از انواع سلول‌ها مانند نورون‌ها با استفاده از CRISPR/Cas۹ آسان نیست اما با این سیستم جدید حتی می‌توان بیماری‌های ویرانگری را که بر مغز تأثیر می‌گذارند، درمان کرد. طی این مطالعه پژوهشگران «موسسه مک گاورن، موسسه براد‌ام.آی.تی و دانشگاه هاروارد موفق به توسعه سیستمی موسوم به رسکیو شدند. کلمه مذکور مخفف “ویرایش آر.ان.ای برای تبادل سی تا یو است. «فنگ ژانگ و تیمش از دانشگاه هاروارد و عمر ابودایه و «جاناتان گوتنبرگ از موسسه مک گاورن از یک cas ۱۹ غیرفعال شده برای هدایت رسکیو به پایگاه‌های هدف سیتوزین در رونوشت‌های آر.ان.ای استفاده کردند و از یک آنزیم جدید، تکامل یافته و برنامه‌ریزی شده برای تبدیل سیتوزین ناخواسته به «اوریدین» استفاده کردند و در نتیجه موفق به اعمال تغییراتی در ساختار ار.ان.ای شدند.

رسکیو باعث بهتر دیده شدن عملکرد ابزارهای کریسپر می‌شود که این کار می‌تواند شامل مورد هدف قرار دادن موقعیت‌های قابل تغییر در پروتئین‌ها، مانند مناطق فسفوریلاسیون باشد. این مناطق به عنوان دکمه‌های خاموش یا روشن فعالیت پروتئین‌ها عمل می‌کنند و در سیگنالینگ برخی مولکول‌های مرتبط با سرطان نیز نقش مهمی دارند. فسفریلاسیون به اضافه شدن یک گروه فسفات (PO۴) به پروتئین یا سایر ملکول‌های آلی گفته می‌شود. فسفریلاسیون پروتئین نقش مهمی در بسیاری از فرایندهای سلولی دارد.چنین سایت‌هایی به عنوان روشن / خاموش سوئیچ‌ها برای فعالیت پروتئین عمل می‌کنند و به ویژه در مولکول‌های سیگنالینگ و مسیرهای مرتبط با سرطان یافت می‌شوند. پاتریشیا پویترس استاد دانشکده عوم اعصاب‌ام.آی.تی گفت: برای درمان تنوع تغییرات ژنتیکی که باعث بیماری می‌شوند، ما نیاز به استفاده از یک طیف وسیعی از فناوری‌های دقیق داریم. با توسعه این سیستم جدید گام بزرگی در درمان بیماری‌های مرتبط با جهش ژنتیکی‌برداریم. یک مزیت عمده ویرایش آر.ان.ای برگشت‌پذیری آن است و این در حالی است که تغییرات انجام شده در سطح دی.‌ان.ای دایمی هستند. برای اثبات این موضوع، پژوهشگران نشان دادند که در سلول‌های انسانی، رسکیو می‌تواند مناطق خاصی در آر.ان.ای را که با نام «بتا-کاتنین» (β-catenin) شناخته شده، کدگذاری کنند.

بتا-کاتنین نام یک پروتئین است که در انسان توسط ژن «CTNNB۱» کد می‌شود. بتا-کاتنین یک پروتئین دوکاره است که در تنظیم و هماهنگی چسبندگی سلول‌به‌سلول و همچنین رونویسی ژن‌ها نقش دارد.