Що таке CRISPR-Cas?

CRISPR-Cas – це нова потужна технологія, яка революціонізує біологію. Це як вирізати і вставити ДНК. Використовуючи CRISPR-Cas, (або коротко CRISPR) вчені можуть видалити, налаштувати або повністю замінити гени будь-якого організму. І вони можуть це зробити дешевше, легше та ефективніше, ніж будь-коли раніше.

Дослідники вже намагаються використовувати CRISPR для введення генів для стійкості до хвороб у пшеницю; вставити гелі, що блокують малярію, у комарів; та видалити гени ВІЛ із заражених клітин у людини.

Вчені не розробляли CRISPR самостійно. Натомість вони запозичили її у мікробів, таких як бактерії та археї. Ці мікроорганізми використовують систему CRISPR як захисний механізм проти вторгнення таких паразитів, як віруси.

Це працює так: Коли вірус атакує бактерію, він вводить власну ДНК у клітину.

ДНК містить інструкції до життя. Вона складається з чотирьох різних хімічних одиниць, послідовність яких читається як код.

Деякі віруси використовують свою ДНК для викрадення клітинної машини бактерії та роблять більше копій. Зрештою вони вириваються з клітини і поширюються на інші бактерії. Але з CRISPR-Cas бактерія може боротися!

Cas частина CRISPR-Cas – це фермент, який працює як молекулярні ножиці.

Бактерія використовує Cas , щоб розрізати вторгнення ДНК на дві частини, відключивши вірус. Далі бактерія вставляє ділянку вірусної ДНК зловмисника в спеціальну область власного геному. З часом бактерія використовує цю область для створення бібліотеки «поганих хлопців». Вона формує своєрідний список розпізнавання паразитів, щоб вона могла їх розпізнати, якщо вони знову нападуть.

Бактерія копіює цю послідовність у споріднені молекули під назвою РНК. Кожен посібник з РНК поєднується з ферментом Cas, перетворюючи молекулярні ножиці в точну цільову зброю.

Тепер, коли вони стикаються з шматочком ДНК всередині клітини, яка відповідає послідовності на путівнику, Cas обробляє ДНК зловмисника та відключає його.

Перш ніж ми виявили CRISPR, ми думали, що імунна система
з бактерій були простими сирими інструментами, які працювали на все.Але тепер ми знаємо, що їх захисні сили набагато складніші.

CRISPR-Cas формує те, що відомо як адаптивна імунна система; як у нас. З його допомогою бактерії можуть формувати імунні спогади про загарбників і реагувати швидше і точніше, якщо вони атакують у майбутньому.

Після того як вони з’ясували, що таке CRISPR, і як він працює, вчені зрозуміли, що вони можуть вивести його з мікробів і використовувати його як інструмент редагування генів у будь-якому організмі.

Ви берете фермент Cas і надаєте власну направляючу молекулу РНК, яка відповідає генетичній послідовності гена, який ви хочете редагувати.

Якщо ви введете це в клітинку, то Cas буде обробляти геном хоста саме в тому місці, яке ви вказали.

Це закінчується відключенням гена. Вчені навіть відпрацювали
як змусити клітку зашити новий ген на місце вирізаного.

Вчені можуть робити це вже за допомогою інших інструментів, але CRISPR просто робить речі простішими, швидшими та набагато доступнішими.

На своєму базовому рівні CRISPR дозволяє вченим вивчати окремі гени, бачачи, що відбувається, коли ви вимикаєте їх.

Але використання CRISPR для точного редагування геномів рослин, мікробів, тварин і людини відкриває майже нескінченні можливості.

Вибіркове знищення стійких до антибіотиків бактерій; інженерія клітин організму для боротьби з раком; навіть редагування генів свиней, щоб ми могли використовувати їх органи для трансплантації людини.

Точний характер CRISPR означає, що ми могли навіть використовувати його для усунення певних генетичних захворювань у людини.

Такі види додатків все ще певні.

Навіть незважаючи на те, що CRISPR є потужним, він все одно може робити помилки, іноді не вистачаючи своїх цілей,
або внесення небажаних змін.

І є етичні занепокоєння щодо того, що слід і чого не слід допускати за допомогою подібних технологій, особливо якщо мова йде про модифікацію геному людини.

CRISPR пройшов довгий шлях від часу виникнення крихітних мікробів,але це дійсно має потенціал змінити світ.

Революція CRISPR тут добре і справді, і вона лише починається.

Top