Mangyaring tandaan: Ang sumusunod na artikulo ay isinama sa ilalim ng iba pang mga maginoo na therapies dahil ang isang hiwalay na seksyon ay hindi pa magagamit para sa mga pang-eksperimentong pamamaraan ng molekular biology sa labas ng gamot ng tao. Ang pamamaraang CRISPR / Cas ay isang molekular biological na pamamaraan para sa target na paggupit pati na rin ang pagbabago ng DNA (pag-edit ng genome; gene gunting). Noong 1987, natuklasan ng mga siyentista ang dating hindi napapansin na pagbagay immune system sa E. coli. Ito ay batay sa tinatawag na mga pagkakasunud-sunod ng CRPSPR (regular na na-interspaced na maikling palindromic repeats) sa loob ng DNA. Isinasama ng E. coli ang DNA ng mga bacteriophage (mga pangkat ng virus na dalubhasa sa bakterya bilang mga host cell) ang pagkakasunud-sunod ng CRSPR ng sarili nitong DNA, sa gayon ay inililipat ang isang crRNA (muling pagsulat ng DNA sa RNA). Ang crRNA ay binubuo ng parehong spacer at ulitin ang mga pagkakasunud-sunod. Ang mga pagkakasunud-sunod ng spacer ay ang mga pagkakasunud-sunod na "nakuha" mula sa bakterya. Ang tinaguriang trRNA (tracrRNA) ay nagbubuklod sa pinangalanang mga umuulit na pagkakasunud-sunod. Nagrekrut ito ng CAS9 na enzyme. Naroroon ngayon ang isang kumplikadong - ang crRNA: tracrRNA: Cas9 complex - na may kakayahang magbigkis ng bacteriophage DNA na pantulong sa mga pagkakasunud-sunod ng espasyo ng crRNA. Bilang isang tinaguriang endonuclease (DNA-cutting enzyme, kung gayon isang restriction enzyme), pinuputol ng CAS9 ang viral DNA sa isang doble-straced na paraan, na sa huli ay humahantong sa kawalang kakayahan sa pagtiklop (ibig sabihin walang karagdagang pagtitiklop at dahil dito walang karagdagang pagsasama). Sa loob ng higit sa isang dekada, ang pamamaraang ito ay ginamit nang may diin sa pananaliksik sa pag-edit ng genome. Inilarawan ang "crRNA: tracrRNA: Cas9 complex" ay pangkalahatang naaangkop sa mga halaman at hayop at pinapayagan ang pag-alis (pagtanggal) at panghuli na pagtahimik ng mga gen. Ang paggamit sa labas ng pananaliksik ay natagpuan sa higit sa 5 taon sa agrikultura at mga pananim na pagkain para sa pagpapaubaya ng tagtuyot pati na rin ang pagpapahusay sa pagbabakuna laban sa mga viral pathogens. Ang pamamaraan ay maaaring magamit sa gamot ng tao sa paglaon. Mula noong 2020, sa kauna-unahang pagkakataon, mayroong isang nakakagamot na therapeutic na diskarte para sa isang sakit na may isang katutubo puso depekto (vitium) sa mga bata. Ang Vitium ay bahagi ng kumplikadong namamana na sakit na Noonan syndrome (autosomal recessive o autosomal nangingibabaw na mana). Matapos maintindihan ang mga sanhi ng pagkakaiba-iba ng LZTR1 gene, naaangkop na pagwawasto ng gene ng nabuong sapilitan na pluripotent na cardiomyosit (puso ang mga cell ng kalamnan) mula sa mga stem cell ng kambal ay isinagawa. Ang gene kinokontrol ang mahahalagang mga pathway ng pag-sign para sa pagkita ng pagkakaiba-iba ng cell at paglago.
Bago ang potensyal na therapy na ito sa gamot ng tao
Molecular na pagsusuri sa genetiko para sa minana na mga karamdaman sa mga magulang kabilang ang komprehensibo pagpapayo ng genetic.
ang pamamaraan ay
Ang pamamaraan ay katulad ng mekanismo ng pagtatanggol ng E. coli na inilarawan sa immune system. Sa prosesong ito, ang bahagi ng spacer ng crRNA ay maaaring mabago upang maputol ang tiyak na pagkakasunud-sunod ng dobleng-straced na pantulong na DNA, na nagreresulta sa mga na-target na pagtanggal. Ang binago ng kemikal na trRNA: crRNA Molekyul ay tinatawag na gabayRNA. Nangangailangan ito ng dalawang magkakaibang crRNA: tracrRNA: Cas9 na mga kumplikadong ikakabit sa dalawang mga site sa DNA. Matapos matanggal ang fragment ng DNA, ang pag-link na tinulungan ng enzyme ng mga 2nd fragment ng DNA ay nangyayari sa pamamagitan ng ligases. Ito ay naiiba mula sa simpleng pagputol ng isang pagkakasunud-sunod ng DNA tulad ng sa bakterya. Sa mga nakaraang taon, naidagdag ang mahahalagang pamamaraan ng pagmomodelo. Pinapayagan nito hindi lamang ang mga pagtanggal sa loob ng strand ng DNA, kundi pati na rin ang pagdaragdag (mga pagpasok) ng mga bagong DNA nucleotide. Ang pinaka-promising pagbabago ay ang pangunahing pag-edit. Dito, isang pagtanggal at sa gayon pagtanggal ng isang fragment ng DNA ay sinusundan ng pagpasok ng isang bagong fragment ng DNA. Ang tinaguriang pegRNA (pangunahing gabay sa pag-edit ng RNA) ay magagamit dito bilang transcript ng DNA na ipapasok. Sa tulong ng isang pabalik na transcriptase, ang pegRNA ay inililipat sa DNA at isinasama sa DNA, na muling gumagamit ng ligases. Ang kinakailangang protina ng CAS9 para sa prosesong ito ay bumubuo ng solong-maiiwan tayo sa halip na pag-cut ng doble-maiiwan. Pinapayagan nitong maipasok ang bagong fragment ng DNA na may isang tumpak na akma sa pinutol na strand ng DNA na may nakausli na mga dulo. Ang bagong pagbabago ay mahalaga para sa pagpapalitan ng "pathological" na pagkakasunud-sunod ng DNA ayon sa "di-pathological" na sa hinaharap sa konteksto ng isang namamana na sakit.
Pagkatapos ng therapy
Muli, isinasagawa ang pag-screen ng genome upang kumpirmahin ang tagumpay ng pag-edit ng genome.
Posibleng mga komplikasyon
Dahil sa posibleng mga hindi pagtutugma sa base ng gabayRNA, mga epekto na hindi naka-target, ibig sabihin, ang pagbubuklod sa hindi kanais-nais na site, ay maaaring mangyari. Maaari itong maging sanhi ng mga mutation ng point (mga pagbabago sa base), mga pagpasok (pagsasama ng mga karagdagang nucleotide o pagkakasunud-sunod ng DNA sa isang pagkakasunud-sunod ng DNA), mga pagtanggal (pagkawala ng…), mga translocation (pagbabago sa posisyon ng DNA), at mga inversi (pagkakaroon ng isang segment ng DNA na nakabukas 180 degree). Ang CAS9 na enzyme ay hindi pinutol sa nais na lokasyon sa bawat kaso. Gayunpaman, ang mga pagtaas sa pagiging tiyak ay napagtanto sa pamamagitan ng mga pagbabago sa disenyo ng protina. Gayundin, sa pamamagitan ng pag-uugnay sa CAS9 sa isang endonuclease Fokl, nagmula rin sa bakterya, ang pagdetalye ay maaaring tumaas sa 1: 10,000 (nang walang iba pang mga pagbabago, ang pagiging tiyak lamang ng hanggang sa 1: 2).
