کریسپر-کاس ؛ قیچی مولکولی که مسیر زیست شناسی را
تغییر داد
۲۱ مهر ۱۴۰۵
فهرست مطالب
۱ از دفاع باکتریایی تا ابزار ویرایش ژنوم ۱
۲ کریسپر-کاس۹ چگونه DNA را هدف می گیرد؟ ۱
۳ از آزمایشگاه تا درمان: دستاوردها و محدودیت ها ۲
۴ آیندۀ ویرایش ژنوم به دقت و مسئولیت وابسته است ۲
۵ منابع ۲
۱ از دفاع باکتریایی تا ابزار ویرایش ژنوم
کریسپر-کاس۹ فناوری ای است که به پژوهشگران امکان می دهد بخش مشخصی از DNA را پیدا کنند
و آن را با دقتی بی سابقه تغییر دهند. اهمیت این ابزار فقط در «بریدن ژن» نیست؛ کریسپر-کاس۹
ویرایش ژنوم را سریع تر و دسترس پذیرتر کرده و هم زمان پرسش های تازه ای دربارۀ درمان بیماری ها،
ایمنی و مرزهای اخلاقی دست کاری حیات پیش کشیده است. این سامانه در اصل بخشی از سازوکار
دفاعی باکتری ها در برابر ویروس هاست. پژوهش های سال ۲۰۱۲ نشان دادند که می توان اجزای آن
را بازطراحی کرد تا به جای هدف گیری DNA ویروس، توالی دلخواهی از DNA را در آزمایشگاه نشانه
بگیرد؛ گامی که راه را برای انقلاب ویرایش ژنوم باز کرد (Jinek و همکاران، ۲۰۱۲).
۲ کریسپر-کاس۹ چگونه DNA را هدف می گیرد؟
نام CRISPR به ناحیه هایی از مادۀ ژنتیکی باکتری ها اشاره دارد که از قطعه های تکرارشونده و
فاصله انداز تشکیل شده اند. باکتری از این ناحیه ها برای نگه داری نشانه هایی از ویروس های پیشین
ِ استفاده می کند. در سامانۀ آزمایشگاهی کریسپر-کاس،۹ دو جزء اصلی کار می کنند: پروتئین 9Cas و
یک RNA راهنما. RNA راهنما توالی مکملی دارد که آن را به محل هدف روی DNA می رساند؛ 9Cas
نیز مانند قیچی مولکولی، در آن محل رشته های DNA ُ را می برد. پژوهشگران با تغییر توالی RNA
راهنما می توانند هدف سامانه را عوض کنند، بی آن که لازم باشد برای هر هدف، پروتئینی کاملاً تازه
بسازند. مقالۀ اولیۀ Jinek و همکاران نشان داد که دو RNA ِ طبیعی سامانه را می توان در یک مولکولاهنمای مهندسی شده ادغام کرد و با آن 9Cas را برای بریدن توالی های مشخص DNA برنامه ریزی
کرد (مقالۀ Science(.
پس از برش، نتیجه به شیوۀ ترمیم سلول وابسته است. ترمیم ممکن است خطاهای کوچکی ایجاد
کند که عملکرد ژن را مختل می کنند، یا در شرایطی خاص امکان جایگزینی یا افزودن توالی هدفمند را
فراهم آورد. بنابراین کریسپر-کاس۹ خودبه خود «ژن سالم» را تضمین نمی کند: نتیجۀ ویرایش به
محل برش، نوع سلول، روش رساندن اجزا و سازوکار ترمیم بستگی دارد. همچنین، برش در محل های
ناخواسته یا تغییرات پیش بینی نشده از نگرانی های مهم ایمنی است.
۳ از آزمایشگاه تا درمان: دستاوردها و محدودیت ها
در پژوهش، این فناوری به دانشمندان کمک می کند نقش ژن ها را بررسی کنند، مدل های بیماری بسازند
و مسیرهای زیستی را با تغییر هدفمند DNA بیازمایند. اما فاصلۀ میان ویرایش سلول در آزمایشگاه
و درمان ایمن بیمار همچنان قابل توجه است: باید ابزار به سلول مناسب برسد، اثرهای ناخواسته به
حداقل برسد و پیامدهای بلندمدت ارزیابی شود.
ِ نمونه ای مهم از ورود این فناوری به درمان، کاسگوی است. سازمان غذا و داروی ایالات متحده
ِ در ۸ دسامبر ۲۰۲۳ آن را برای بیماران ۱۲ ساله و بالاتر مبتلا به کم خونی داسی شکل دارای
(FDA)
بحران های عروقی مکرر تأیید کرد؛ این نخستین درمان تأییدشدۀ FDA بود که از فناوری ویرایش
ژنوم 9Cas/CRISPR استفاده می کرد (اطلاعیۀ FDA(. در این درمان، سلول های بنیادی خون بیمار
جمع آوری و با کریسپر-کاس۹ ویرایش می شوند؛ سپس به بدن بازگردانده می شوند تا تولید هموگلوبین
جنینی را افزایش دهند. بالا رفتن این هموگلوبین می تواند از داسی شدن گلبول های قرمز بکاهد. این
ِ فرایند درمانی پیچیده است و پیش از بازگرداندن سلول ها، بیمار شیمی درمانی شدید برای آماده سازی
مغز استخوان دریافت می کند؛ پس تأیید درمان به معنای ساده یا بی خطر بودن آن برای همه نیست.
توان تغییر DNA همچنین مسئولیت اخلاقی ویژه ای ایجاد می کند. ویرایش سلول های بدن که
تغییراتشان به نسل بعد منتقل نمی شود، با ویرایش جنین یا سلول های زایشی تفاوت بنیادی دارد؛ در
حالت دوم، تغییر ممکن است به نسل های آینده برسد. ازاین رو، سنجش سود و زیان، رضایت آگاهانه،
دسترسی عادلانه و نظارت بلندمدت باید هم پای پیشرفت فنی جدی گرفته شوند.
۴ آیندۀ ویرایش ژنوم به دقت و مسئولیت وابسته است
کریسپر-کاس۹ از یک سازوکار دفاعی باکتریایی به ابزاری قابل برنامه ریزی برای پژوهش و درمان تبدیل
ِ شده است. تأیید کاسگوی نشان می دهد که ویرایش ژنوم از مرز آزمایشگاه عبور کرده، اما در عین حال
پیچیدگی درمان و ضرورت پیگیری ایمنی را نیز آشکار می کند. آیندۀ این فناوری را نه فقط قدرت بریدن
DNA، بلکه توانایی هدف گیری دقیق، پیش بینی پیامدهای ناخواسته، فراهم کردن دسترسی منصفانه
و رعایت مرزهای اخلاقی تعیین خواهد کرد. کریسپر وعده ای بزرگ است؛ تحقق مسئولانۀ آن به شواهد
علمی محکم و نظارت پیوسته وابسته می ماند.
منابع
A Programmable Dual-RNA-Guided DNA Endonuclease .(۲۰۱۲) Jinek, M., et al. •
821.–337(6096), 816 ،Science .in Adaptive Bacterial Immunity
FDA Approves First Gene .(۲۰۲۳ دسامبر ۸ (U.S. Food and Drug Administration. •
.Therapies to Treat Patients with Sickle Cell
نویسنده : بهار دهقانی
ننویسنده: بهار دهقانی Disease
