در نگاه اول، آنها هیچ وجه اشتراکی ندارند، اما یک فناوری جدید امکان جهش های بزرگ در هر دو زمینه را فراهم کرده است.

قدرت Prime Editing زندگی 20 درصد از مردم جهان را بهبود میبخشد.

روزی را تصور کنید که می توانید رنگ چشم، قدرت و قد کودک خود را سفارشی کنید. یا می توانید از شر هر بیماری ژنتیکی خلاص شوید. به زودی، این ایده های به ظاهر تخیلی ممکن است بخشی عادی از زندگی شوند.

همانطور که ویرایش ژن شروع به افزایش محبوبیت می کند، پیشرفت های جدیدی که به دستیابی به اهداف مهندسی ژنتیک کمک می کند به طور فزاینده ای رایج می شود. در حال حاضر، ویرایش اولیه در لبه تکنیک های ویرایش ژن قرار دارد و ممکن است بتواند جایگزین پیشتاز فعلی معروف به «CRISPR» شود.

تکرار پالیندرومیک کوتاه یا CRISPR مرتباً بین‌فضا خوشه‌ای، در سال 1987 توسط فرانسیس موجیکا پیدا شد. با این حال، تا زمانی که پروتئین Cas9 در سال 2005 کشف شد، برای ویرایش ژن مورد استفاده قرار نگرفت. از آن زمان، جهش های زیادی در زمینه مهندسی ژنتیک وجود نداشته است... تا همین اواخر.

معنی Prime Editing

اول اجازه دهید من این راه را حل کنم. نه، Prime Editing راهی نیست که بتوانید سبد خرید آمازون پرایم خود را ویرایش کنید. 😉

در عوض، ویرایش اولیه یک فناوری است که از ترکیبی از پروتئین‌ها، معروف به پروتئین‌های همجوشی، برای یافتن مکان‌های هدف یا ناحیه‌ای که قرار است ویرایش شود، استفاده می‌کند و مستقیماً کد ژنتیکی جدیدی را می‌نویسد که جایگزین DNA از قبل موجود می‌شود.

این روش به عنوان «جستجو و جایگزینی» 🕵️‍ ️ویرایش ژنوم شناخته می شود. ویرایش اولیه از سه عنصر تشکیل شده است: یک RNA راهنمای ویرایش اصلی (pegRNA)، پروتئین های همجوشی، متشکل از نیکاز Cas9 H840A که با رونوشت معکوس ویروس لوسمی موش مولونی (M-MLV) و یک RNA راهنمای منفرد (sgRNA) ترکیب شده است.

دو هدف pegRNA :

بخشی از DNA را که می خواهید تغییر دهید شناسایی کنید

سپس آن را با یک کد ژنتیکی جدید جایگزین کنید.

هدف اصلی پروتئین همجوشی این است که رشته DNA را به دو نیم تقسیم کند و در نتیجه یک رشته هدف که ویرایش می‌شود و یک رشته غیرهدف که دیگر عملکردی را انجام نمی‌دهد، می‌شود.

پس از شناسایی رشته هدف، ویرایش اولیه از RNA برای ایجاد DNA جدید استفاده می کند، که با توالی رشته هدف فعلی مطابقت دارد، اما همچنین شامل تغییرات DNA اعمال شده در ناحیه هدف است.

اهمیت 🔑 یکی از ویژگی هایی که ویرایش اولیه را بسیار ارزشمند می کند، توانایی آن در حذف هر یک از 75000 جهش شناخته شده است که باعث بیماری ارثی در انسان می شود.

این بدان معنی است که اگر اخلاقی تلقی شود و استفاده تجاری مجاز باشد، کیفیت زندگی را برای 1.6 میلیارد نفر به طور قابل توجهی بهبود می بخشد. این 20 درصد از مردم جهان از بیماری های ژنتیکی ارثی رنج می برند.

علاوه بر این، در مقایسه با سایر تکنیک‌های ویرایش ژنتیکی موجود، مانند CRISPR، به دلیل جستجو و روش ویرایش جایگزین، بسیار ایمن‌تر است. دقت آن به طور قابل توجهی شانس جهش های بدون فرورفتگی را کاهش می دهد. این به این دلیل است که به جای باز کردن تمام DNA، می تواند ناحیه کوچکی را انتخاب کند و احتمال جهش های دیگر را کاهش دهد.

در نهایت، فناوری‌های نوآورانه، مانند ویرایش اولیه، به جامعه بهتر کمک می‌کنند، زیرا امکان ظهور فناوری‌های جدیدتر و کارآمدتر را فراهم می‌کنند. بدیهی است که ویرایش اولیه از فناوری استفاده شده برای توسعه CRISPR استفاده می کند. اگرچه آنها ویژگی های مشترکی دارند، CRISPR و ویرایش اصلی تفاوت های زیادی دارند.

ویرایش اولیه در مقابل CRISPR 🥊

برخلاف ویرایش اولیه، CRISPR از روش جستجو و جایگزینی استفاده نمی کند. در عوض، CRISPR هر دو رشته ✂️🧬 DNA را بریده و DNA جدید را جایگزین آن می کند. ویرایش اولیه فقط به برش یک رشته نیاز دارد که بسیار ایمن‌تر است و خطر از بین رفتن DNA از پیش موجود را از طریق درج‌ها، حذف‌ها یا سایر جهش‌های ناخواسته کاهش می‌دهد.

یکی دیگر از مزایای قوی ویرایش اصلی عدم اتکا به تقسیم سلولی برای انجام ویرایش است. این به ویژه در سلول‌ها مفید است، مانند سلول‌های عصبی که همیشه در G0 هستند، وضعیتی از میتوز که در آن تقسیم سلولی رخ نمی‌دهد.

بر خلاف CRISPR، تأثیر ویرایش اولیه در ویرایش گستره‌های بزرگ DNA ناشناخته است و در حال حاضر فقط در مقیاس‌های کوچک مؤثر است.

ویرایش اولیه و آینده⌛️

اگرچه ویرایش اولیه بسیار امیدوارکننده به نظر می رسد، به ویژه در مورد ویرایش و حذف بیماری های ارثی، آینده این فناوری نامشخص است. اگرچه این فقط مختص ویرایش اصلی نیست. فناوری‌های جدید، مانند CRISPR، سال‌ها تحت آزمایش قرار می‌گیرند تا از ایمنی و ثبات قبل از استفاده عموم مردم اطمینان حاصل شود.

دیوید لیو👨‍🔬، خالق ویرایش اصلی، ممکن است یک سوگیری ضمنی نسبت به خلقت خود داشته باشد و از ذکر جنبه های منفی روش که منجر به استفاده قبل از ایمن شدن آن می شود، کوتاهی کند. این فناوری بسیار جدید است و تنها در اواخر سال 2019 ساخته شده است و ممکن است اثرات منفی ناشناخته زیادی داشته باشد.

اگر ویرایش اولیه توسط مطالعات مستقل ثابت شود که ایمن و مؤثر است، این فناوری گفتگوی جدیدی را در مورد اخلاق ویرایش ژن ایجاد خواهد کرد. با علم به اینکه تقریباً هیچ عارضه ای در هنگام اجرای ویرایش اولیه وجود ندارد، این فناوری ممکن است باعث شود دانشمندان بیشتری باور کنند که ویرایش ژن واقعاً اخلاقی است.

اگرچه مهندسی ژنتیکی فرزند خود امکان پذیر است، اما در حال حاضر یک مسئله اخلاقی است تا علم. با این حال، ویرایش اولیه به طور بالقوه می تواند تأثیر عمیقی بر مسئله اخلاق و چگونگی ارتباط آن با مهندسی ژنتیک داشته باشد.

این ممکن است آینده ای نزدیک را که در آن بیماری های ژنتیکی ریشه کن می شوند، فراهم کند و بچه دار شدن به آسانی خرید در آمازون پرایم خواهد بود (حدس می زنم آنها به هم مرتبط باشند.)

پس چه کسی می داند، شاید تا زمانی که من یک بزرگسال هستم و برای بچه ها آماده می شوم، به جای زیر سوال بردن اخلاق ویرایش ژن، این سوال را مطرح کنم که چه رنگی باید چشمان بچه هایم را بسازم، یا اینکه آیا او باید از من بلندتر باشد یا نه. !