فناوری تغییر ژن یا کریسپر چیست و چه کاربرد های دارد؟ - سفر به مالزی

جامعه علمی با کشف فناوری کریسپر یا فناوری تغییر ژن توانسته است به طور کلی متحول گردد. هرچند این فناوری تا به امروز در زندگی بشر به معروفیت و محبوبیت نرسیده است، اما در آینده از آن خبر های زیادی را خواهیم شنید. با توجه به اینکه بسیاری از افراد از فناوری کریسپر و فناوری تغییر ژن آگاهی ندارند، به همین در این مقاله مفهوم و کاربرد های این فناوری را آنالیز می کنیم.

فناوری تغییر ژن یا کریسپر چیست؟

فناوری تغییر ژن یا کریسپر (CRISPR) که مخفف Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats یا تناوب های کوتاه پالیندروم فاصله دار منظم خوشه ای است، به دانشمندان این توانایی را می دهد تا دی ان ای هر ژنوم را تغییر دهند یا آن را اصلاح نمایند. دانشمندان به واسطه تغییر DNA قادر خواهند بود ویژگی های خاصی از یک ارگانیسم را تغییر دهند. البته کریسپر نوعی سیستم ایمنی تطابق پذیر در باکتری ها محسوب می گردد که توانایی کشف دی ان ای ویروس و نابودی آن ها را فراهم می سازد.

پروتئینی به نام Cas9 قسمتی از سیستم کریسپر را تشکیل می دهد که دارای قابلیت هایی، چون جستجو، برش زدن و استحاله دی ان ای ویروس است. به طور کلی این فناوری به دانشمندان یاری می نماید تا در دی ان ای سلول ها تغییراتی را به وجود آورند.

تاریخچه کشف کریسپر

فرانسیسکو موهیکا توانست در سال 1993 در مورد کریسپر و عملکرد های آن به نتایج مهمی برسد. به تدریج دانشمندان به آنالیز دقیق تر کریسپر مشغول شدند تا در سال 2005 توانستند به خوبی آن را درک نمایند. محققی به نام الکساندر بولوتین توانست پروتئین Cas9 را کشف کند که یک آنزیم برای برش دی ان ای به شمار می رود و این توانایی را به محققان می هد تا بتوانند ژنوم را در سلول ویرایش نمایند.

قبل از کشف فناوری کریسپر بسیاری از دانشمندان برای تغییر دی ان ای سال های کوشش نموده بودند و آنالیز های آن ها موفقیت آمیز نبود. فناوری کریسپر یا فناوری ویرایش ژن به آن ها این توانایی را می دهد تا به راحتی مواد ژنتیکی را برش بزنند.

آناتومی کریسپر

ویروس ها پس از حمله به باکتری ها سعی می نمایند با تکثیر در داخل باکتری ها، آن ها را نابود نمایند. پس از مدتی ویروس های نو از سیتوپلاسم سلول خارج شده و با هدف آلوده کردن باکتری های بیشتر باعث می شوند که میزبان در این فرایند از بین برود. در همین حین باکتری ها نیز یک مکانیسم دفاعی دارند تا از غرق شدن در ویروس ها جلوگیری نمایند.

زمانی که آن ها با یک ویروس رو به رو می شوند، آن ها را به قطعات کوچک تبدیل می نمایند و از پروتئین برای برش ویروس و اضافه کردن مقداری از دی ان ای ویروس معروف به آر ان ای راهنما (gRNA) استفاده می نمایند تا قادر باشند همان ویروس را در آینده شناسایی نموده و به آسانی با آن ها مقابله نمایند.

Cas9 به یک پروتئین برش دی ان ای قدرتمند تعلق دارد که در برش ویروس های پیشرفته و قوی تر بسیار مفید است. لازم به ذکر است Cas9 فقط یکی از پروتئین های بی شمار برش دی ان ای محسوب می گردد که دانشمندان از آن بهره می برند. سایر پروتئین ها مانند Cas3 نیز وجود دارد که قادرند دی ان ای را به جای اینکه برش دهند، مصرف نموده و نابود نمایند.

دانشمندان برای اینکه بخش خاصی از دی ان ای را برش دهند می بایست باکتری ها را برنامه ریزی نمایند که برای این کار نیز باید RNA راهنما با اطلاعات مناسب برنامه نویسی گردد تا RNA و پروتئین را به باکتری تزریق نمایند. پایان ترکیب CRISPR-Cas9 آماده می گردد.

کاربرد های فناوری تغییر ژن

بخش های مختلف جامعه علمی پس از کشف کریسپر به این فناوری علاقه مند شدند. با توجه به اینکه کریسپر می تواند ساختار های DNA ارگانیسم را تغییر دهد، به همین علت کاربرد های آن متعدد بوده و می تواند زندگی بشر را متحول سازد؛ برای مثال دانشمندان با یاری این فناوری می توانند گیاهانی را به وجود آورند که قادر به زندگی در شرایط ساخت باشد، دارو هایی را بسازند که بتواند سرطان را درمان کند و یا میوه هایی را فراوری نمایند که ابعاد آن بزرگ تر باشد. بعلاوه فناوری تغییر ژن به یاری کریسپر نسبت به سایر روش های ویرایش ژنوم ارزان است.

هشدار ها و خط قرمز اخلاقی

با توجه به اینکه فناوری کریسپر به نوعی یک ابزار تغییر دی ان ای محسوب می گردد، از لحاظ اصلاح ژنتیک انسانی نگران هایی را به همراه دارد. اخیرا محققان چینی توانسته اند یک جفت نوزاد دوقلو مهندسی ژنتیک شده به نام های لولو و نانا را به جهان آورند که چنین موضوعی باعث شده است موجبی از نگرانی ها در مورد این فناوری ایجاد گردد.

البته این محققان مدعی هستند از فناوری کریسپر برای ایمن کردن این دوقلو ها در مقابل ویروس اچ آی وی استفاده شده است. البته آنالیز ها نشان می دهد از بدن این دو نوزاد یک ژن به نام CCR5 حذف شده است که حذف آن باعث تقویت حافظه می گردد.

امروزه اصلاح ژنتیک انسان در تمامی کشور ها ممنوع است و از این محققان چینی به سرپرستی جیانکوی هه از دانشگاه علوم و فناوری جنوبی شنژن در این خصوص بازپرسی می گردد. این نوزادان که با اصلاح ژنتیک به جهان آمدند به نام نوزادان طراح معروف هستند و از نظر جامعه جهانی به وسیله یک عمل غیر اخلاقی به وجود آمده اند.

از آن جایی که شناخت کاملی از فناوری تغییر ژن یا کریسپر وجود ندارد، برای استفاده از آن مقرراتی وضع خواهد شد. بدون شک این فناوری می تواند جامعه بشری را در آینده ای نزدیک دگرگون کند و در مورد آن می بایست تمامی جوانب را سنجید.

پ