Τι είναι η τεχνολογία CRISPR;
Το CRISPR είναι μια μορφή επεξεργασίας γονιδιώματος που προήλθε από βακτήρια. Αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιείται για την προστασία από την επίθεση ιών. Το CRISPR είναι μια μέθοδος για την επεξεργασία του γονιδιώματος που μπορεί να αφαιρέσει το επιβλαβές DNA από ένα άτομο παρέχοντας απλώς παρόμοιες αλληλουχίες και διεγείροντας τα ένζυμα για να αφαιρέσουν αυτό το τμήμα.
Το DNA μας κρατά το κλειδί για έναν τεράστιο αριθμό άλυτων γρίφων που συνεχίζουν να στοιχειώνουν τους ερευνητές. Αυτό κυμαίνεται από απλά πράγματα όπως το χρώμα των ματιών μας, έως πολύ πιο περίπλοκα πράγματα όπως η κυστική ίνωση. Από τότε που οι επιστήμονες ανακάλυψαν για πρώτη φορά την έννοια του DNA, προσπαθούν να το χειριστούν για τη βελτίωση της ανθρωπότητας. Ο χειρισμός του DNA μας ανοίγει έναν εντελώς νέο κόσμο, κυριολεκτικά, αφού θα είμαστε σε θέση να δημιουργήσουμε αυτό που θέλουμε, ακριβώς πώς το θέλουμε. Οι επιστήμονες έχουν καταλήξει σε πολυάριθμες ιδέες και μεθόδους για τον χειρισμό του DNA, ο οποίος είναι συνήθως γνωστός ως επεξεργασία γονιδιώματος.
Τι είναι το CRISPR;
Η τεχνολογία CRISPR είναι μια μορφή επεξεργασίας γονιδιώματος, μεταξύ άλλων, όπως νουκλεάσες δακτύλων ψευδαργύρου, κατασκευασμένες μεγανουκλεάσες κ.λπ. Προέρχεται από βακτήρια που χρησιμοποίησαν αυτήν την τεχνική για να προστατευθούν από την επίθεση ιών. Όπως γνωρίζουμε, όλοι οι οργανισμοί έχουν γενετικό υλικό με τη μορφή DNA ή RNA. Οποιαδήποτε βλάβη σε αυτό το γενετικό υλικό οδηγεί σε σημαντικές συνέπειες. Χρησιμοποιώντας αυτό, τα βακτήρια που προέρχονται, ή μάλλον, διαθέτουν μια μέθοδο για την προστασία τους.
Το βακτηριακό DNA έχει τμήματα γνωστά ως Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (ένα μακρύ όνομα, ξέρω!) Οι παλινδρομικές τομές είναι σύντομες αλληλουχίες νουκλεοτιδίων που επαναλαμβάνονται ξανά και ξανά. Αυτά είναι διάσπαρτα με μικροσκοπικά τμήματα DNA γνωστά ως διαχωριστικό DNA. Αυτό το διαχωριστικό DNA προέρχεται από ιούς που επιτίθενται στα βακτήρια. Όταν ο ίδιος ή παρόμοιος ιός επιτίθεται, το διαχωριστικό DNA, ή το ιικό DNA, μεταγράφεται για να σχηματίσει RNA γνωστό ως crRNA. Τα κύτταρα έχουν μια πρωτεΐνη γνωστή ως Cas9. Αυτή η πρωτεΐνη είναι ένα ένζυμο, το οποίο μπορεί να λειτουργήσει ως ένα ζευγάρι μοριακού ψαλιδιού. Καθοδηγούμενη από το crRNA, η πρωτεΐνη Cas 9 κόβει το RNA ή το DNA του ιού, καθιστώντας το άχρηστο.
Βασικά, τα βακτήρια αποθηκεύουν ένα μέρος του ιικού DNA για μελλοντική αναφορά. Όταν συναντούν έναν παρόμοιο ιό, το αποθηκευμένο ιικό DNA λειτουργεί ως πρότυπο ή οδηγός και τα βακτήρια το χρησιμοποιούν για να καταστρέψουν το νέο ιικό DNA. Αυτός ο μηχανισμός παρέχει έναν αποτελεσματικό προστατευτικό μηχανισμό έναντι της επίθεσης ιών. Προφανώς, με τέτοιους θανατηφόρους μηχανισμούς, έρχονται διασφαλίσεις. Υπάρχουν πρωτόκολλα ασφαλείας για να διασφαλιστεί ότι η πρωτεΐνη Cas9 κόβει μόνο το επιθυμητό τμήμα του DNA του ιού. Αυτά έρχονται με τη μορφή δεικτών, για να διασφαλιστεί ότι δεν κόβει το CRISPR DNA ή το λάθος μέρος του ιικού DNA.
Μηχανισμός CRISPR
Εφαρμογή της τεχνολογίας CRISPR
Το CISPPR είναι τεχνικά απλώς ο προστατευτικός μηχανισμός του βακτηριακού κυττάρου. Η χρήση αυτής της τεχνικής αναφέρεται καλύτερα ως τεχνολογία CRISPR. Αυτός ο μηχανισμός έχει χρησιμοποιηθεί ως μέθοδος για την επεξεργασία γονιδιώματος σε ζώα. Η επεξεργασία του γονιδιώματος μπορεί να έχει αρκετά σημαντικά, μακροχρόνια και ανακουφιστικά αποτελέσματα. Οι επιστήμονες έχουν χρησιμοποιήσει την τεχνική για να αφαιρέσουν το επιβλαβές DNA από ένα άτομο παρέχοντας απλώς παρόμοιες αλληλουχίες και διεγείροντας τα ένζυμα για να αφαιρέσουν αυτό το τμήμα. Μόλις κοπεί ένα μέρος του DNA, το κύτταρο χρησιμοποιεί τον φυσικό μηχανισμό επιδιόρθωσης του DNA για να διορθώσει το κατεστραμμένο DNA. Ωστόσο, αυτή η διαδικασία δεν είναι χωρίς σφάλματα. Οι επιστήμονες, επομένως, το χρησιμοποιούν συχνά για να εισαγάγουν ένα τμήμα που θέλουν να ενσωματώσουν στο DNA του κυττάρου. Αφού πραγματοποιήσουν τη διαδικασία κοπής του DNA του κυττάρου, εισάγουν το επιθυμητό τμήμα DNA. Αυτό το εισαγόμενο τμήμα καταλαμβάνεται από το κύτταρο ως πρότυπο και προχωρά στη διόρθωση του κατεστραμμένου DNA χρησιμοποιώντας το παρεχόμενο πρότυπο, εισάγοντας έτσι μια επιθυμητή ακολουθία ζευγών βάσεων.
Αυτή η μέθοδος, επομένως, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη διόρθωση μεταλλάξεων και γενετικών διαταραχών τόσο σε ζώα όσο και σε ανθρώπους. Με τις τρέχουσες διαθέσιμες τεχνικές, δεν είναι εύκολο να γίνουν αλλαγές στα ωάρια και τα σπερματοζωάρια. Με το CRISPR, ωστόσο, η τεχνική μπορεί να χρησιμοποιηθεί ακόμη και για την πρόκληση αλλαγών στα γονιμοποιημένα ζυγώτια, τα ωάρια και τα σπερματοζωάρια.
Ηθικά ζητήματα
Ενώ η τεχνολογία CRISPR παρουσιάζεται ως η λύση σε μια σειρά προβλημάτων, διαταραχών και ασθενειών, οι ηθικές ανησυχίες της δεν μπορούν να αγνοηθούν. Όταν επέρχονται αλλαγές στα σωματικά κύτταρα, τα οποία είναι τα κύτταρα εκτός από το σπέρμα και τα ωάρια, οι αλλαγές περιορίζονται σε αυτό το άτομο και στους αλλοιωμένους ιστούς ή μόνο στα όργανα. Ωστόσο, όταν αυτές οι αλλαγές προκληθούν σε κύτταρα ωαρίων ή σπερματοζωαρίων, θα μεταφερθούν από γενιά σε γενιά. Αυτό εγείρει μεγάλες ανησυχίες, καθώς αφορά όλες τις μελλοντικές γενιές. Για ηθικούς λόγους, αυτή είναι μια απόφαση που δεν μπορεί να ληφθεί επιπόλαια από τους γιατρούς. Κάθε εμπλεκόμενο άτομο πρέπει να έχει λόγο για την αφαίρεση ή την εισαγωγή γονιδίων στον γενετικό του κώδικα.
