Η επανάσταση δείχνει πώς το DNA «επεξεργάζεται» για να διορθώσει τις γενετικές ασθένειες
Το CRISPR-CAS9 λειτουργεί χρησιμοποιώντας ένα μόριο RNA οδηγού για να οδηγήσει την πρωτεΐνη Cas9 σε μια συγκεκριμένη θέση στο γονιδίωμα. Η πρωτεΐνη Cas9 στη συνέχεια κόβει το DNA σε αυτή τη θέση, δημιουργώντας ένα διάλειμμα διπλής έλικας. Οι φυσικοί μηχανισμοί επισκευής του κυττάρου DNA στη συνέχεια επισκευάζουν το διάλειμμα, είτε με τη διαγραφή του τμήματος του DNA που κόπηκε είτε με την εισαγωγή νέου DNA.
Αυτή η τεχνολογία έχει χρησιμοποιηθεί για τη διόρθωση των γενετικών μεταλλάξεων σε μια ποικιλία ζωικών μοντέλων και αυτή τη στιγμή δοκιμάζεται σε κλινικές δοκιμές στον άνθρωπο. Ορισμένες από τις ασθένειες που διερευνάται το CRISPR-CAS9 περιλαμβάνουν αναιμία δρεπανοκυτταρικών, βήτα-θαλασσαιμία και μυϊκή δυστροφία.
Εάν το CRISPR-CAS9 αποδειχθεί ασφαλές και αποτελεσματικό στον άνθρωπο, θα μπορούσε να έχει βαθιές επιπτώσεις στη θεραπεία των γενετικών παθήσεων. Αυτή η τεχνολογία θα μπορούσε ενδεχομένως να οδηγήσει σε νέες θεραπείες που είναι πιο αποτελεσματικές και λιγότερο δαπανηρές από τις τρέχουσες θεραπείες.
Εδώ είναι μια πιο λεπτομερής εξήγηση για το πώς λειτουργεί το CRISPR-CAS9:
1. Οδηγός RNA Design . Το πρώτο βήμα είναι να σχεδιάσουμε ένα μόριο RNA οδηγού που θα οδηγήσει την πρωτεΐνη Cas9 στη συγκεκριμένη θέση στο γονιδίωμα που πρέπει να επεξεργαστεί. Το RNA Guide είναι ένα σύντομο κομμάτι RNA που είναι συμπληρωματικό της αλληλουχίας DNA στη θέση προορισμού.
2. έκφραση πρωτεΐνης Cas9 . Το επόμενο βήμα είναι να εκφράσουμε την πρωτεΐνη Cas9 στο κύτταρο. Η πρωτεΐνη Cas9 είναι νουκλεάση, που σημαίνει ότι μπορεί να κόψει το DNA.
3. διάσπαση DNA . Η πρωτεΐνη Cas9 συνδέεται με το RNA του οδηγού και σαρώνει το DNA μέχρι να βρει μια ακολουθία που ταιριάζει με το RNA του οδηγού. Η πρωτεΐνη Cas9 στη συνέχεια κόβει το DNA σε αυτή τη θέση, δημιουργώντας ένα διάλειμμα διπλής έλικας.
4. Επισκευή DNA . Οι φυσικοί μηχανισμοί επισκευής του κυττάρου DNA στη συνέχεια επισκευάζουν το διάλειμμα. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι μηχανισμών επισκευής DNA:μη ομόλογος τελικός σύνδεσμος (NHEJ) και επισκευή που κατευθύνεται με ομολογία (HDR).
* nhej είναι ένας γρήγορος και βρώμικος τρόπος για την επισκευή των διαλείμματα DNA. Απλώς ενώνει τα δύο άκρα του σπασμένου DNA μαζί, ανεξάρτητα από το αν η ακολουθία είναι σωστή ή όχι. Αυτό μπορεί μερικές φορές να οδηγήσει σε μεταλλάξεις.
* hdr είναι ένας πιο ακριβής τρόπος για την επισκευή των διαλείμματα DNA. Χρησιμοποιεί ένα σκέλος προτύπου του DNA για να επισκευάσει το διάλειμμα, έτσι ώστε η ακολουθία να αποκατασταθεί στην αρχική του κατάσταση. Αυτή είναι η προτιμώμενη μέθοδος επισκευής DNA για την επεξεργασία CRISPR-CAS9.
Το CRISPR-CAS9 είναι ένα ισχυρό εργαλείο που έχει τη δυνατότητα να φέρει επανάσταση στη θεραπεία των γενετικών παθήσεων. Ωστόσο, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι αυτή η τεχνολογία εξακολουθεί να βρίσκεται στα αρχικά στάδια ανάπτυξής της και εξακολουθούν να υπάρχουν πολλές ανησυχίες για την ασφάλεια και την ηθική που πρέπει να αντιμετωπιστούν πριν να χρησιμοποιηθούν ευρέως στους ανθρώπους.
