افزایش دقت ویرایش ژن با نوعی جدید از آنزیم Cas9
کریسپر Cas9به عنوان ابزاری قدرتمند در ویرایش ژن در نظر گرفته میشود زیرا ویرایش ژن را بسیار ساده کرده است. بر خلاف ژندرمانی مرسوم که در آن نسخههای اضافی از ژن طبیعی به سلولها اضافه میشود، کریسپر Cas9با از بین بردن DNA مشکلساز یا اصلاح آن برای بازگرداندن عملکرد طبیعی ژن، نقص موجود را در همان محل ترمیم میکند.
در طی فرایند، آنزیم Cas9 مسئولیت یافتن DNA مشکل ساز در ژنوم را بر عهده دارد. اما مشخص شده که ممکن است بعضی اوقات عمل این آنزیم به اندازه کافی دقیق نباشد و اصلاح DNA در مکانهای ناخواسته ژنوم اتفاق بیفتد. اصلاحات ناخواسته ژنوم به طور بالقوه میتواند منجر به عواقب جدی مانند سرطان شود، همان طور که در آزمایشهای اولیه ژن درمانی اتفاق افتاد. بنابراین مهم است که آنزیم ویرایش مولکولی را به صورت دقیق بر روی ژنوم مورد نظر انجام دهد.
در حال حاضر، دو نسخه از Cas9 وجود دارد، SpCas9 (نوکلئاز Cas9 گرفته شده از باکتریهای Streptococcus pyogenes) و SaCas9 (نوکلئاز Cas9 گرفته شده از باکتری Staphylococcus aureus) که معمولاً در CRISPR استفاده میشود. هر دوی این آنزیمها سطح مشخصی از عدم دقت را دارند.
محققان قبلاً SpCas9 را برای افزایش دقت تشخیص هدف اصلاح کردهاند. اما این آنزیم بسیار بزرگتر از آن است که بتوان آن را در وکتور آدنو ویروس (AAV) جای گذاری کرد. آنزیم SaCas9 بسیار کوچکتر از SpCas9 است و به راحتی میتوان آن را در حاملهای AAV بارگذاری کرد و از آن برای ویرایش ژن در داخل بدن استفاده کرد. اما هیچ نوع SaCas9 با دقت هدفمند گیری بالا در سطح ژنوم در دسترس نیست.
یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی دکترZheng Zongli و دکتر Shi Jiahai توانستهاند با موفقیت یک نوع آنزیم کریسپر Cas9 را به اسم SaCas9-HF طراحی کنند که از دقت بالایی در هدف قرار دادن ژنوم در سلولهای انسانی برخوردار است.
یافتههای این تیم بر اساس ارزیابی دقیق عملکرد SaCas9 اصلاح نشده و SaCas9-HF بر روی 24 هدف در ژنوم انسانی بود. این اهداف توالی بسیار مشابهی در ژنوم دارند و از این رو مستعد ویرایش خارج از هدف توسط آنزیم نوع وحشی هستند. SaCas9-HF فعالیت خارج از هدف را حدود 90٪ کاهش میدهد.
دکتر Zheng میگوید:« این پیشرفت در آنزیم Cas9 بسیار حائز اهمیت است و به ویژه برای ژندرمانی در آینده با استفاده از ناقلین AAV برای ارائه ویرایش ژنوم در داخل بدن مفید خواهد بود.»
منتشر شده در: شش نوامبر 2019 www.sciencedaily.com
