โปรดทราบ: บทความต่อไปนี้รวมอยู่ในการบำบัดแบบเดิมอื่น ๆ เนื่องจากยังไม่มีส่วนที่แยกต่างหากสำหรับวิธีการทดลองทางชีววิทยาระดับโมเลกุลนอกเหนือจากยาของมนุษย์ วิธี CRISPR / Cas เป็นวิธีการทางชีววิทยาระดับโมเลกุลสำหรับการตัดแบบกำหนดเป้าหมายและการดัดแปลง DNA (การแก้ไขจีโนม; ยีน กรรไกร). ในปี 1987 นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบการปรับตัวที่ไม่มีใครสังเกตได้ก่อนหน้านี้ ระบบภูมิคุ้มกัน ใน E. coli สิ่งนี้ขึ้นอยู่กับสิ่งที่เรียกว่าลำดับ CRPSPR (การทำซ้ำ palindromic สั้น ๆ ที่แบ่งเป็นกลุ่มเป็นประจำ) ภายใน DNA E. coli รวม DNA ของ bacteriophages (กลุ่มของ ไวรัส ที่เชี่ยวชาญมา แบคทีเรีย เป็นเซลล์โฮสต์) ลำดับ CRSPR ของ DNA ของตัวเองจึงถ่ายทอด crRNA (เขียน DNA ใหม่เป็น RNA) crRNA ประกอบด้วยทั้งตัวเว้นวรรคและลำดับการทำซ้ำ ลำดับตัวเว้นวรรคคือลำดับที่ "แยก" จากไฟล์ แบคทีเรีย. สิ่งที่เรียกว่า trRNA (tracrRNA) เชื่อมโยงกับลำดับการทำซ้ำที่มีชื่อ สรรหาเอนไซม์ CAS9 ปัจจุบันมีคอมเพล็กซ์ - crRNA: tracrRNA: Cas9 complex - ซึ่งมีความสามารถในการจับคู่ bacteriophage DNA เสริมกับลำดับอวกาศของ crRNA ในฐานะที่เรียกว่า endonuclease (เอนไซม์ตัดดีเอ็นเอจึงเป็นเอนไซม์ที่ จำกัด ) CAS9 จะตัดดีเอ็นเอของไวรัสในลักษณะที่มีเกลียวสองเส้นซึ่งในที่สุดจะนำไปสู่การจำลองแบบไม่ได้ (กล่าวคือไม่มีการจำลองแบบเพิ่มเติมและส่งผลให้ไม่มีการรวมเข้าด้วยกัน) เป็นเวลากว่าทศวรรษที่มีการใช้ขั้นตอนนี้โดยเน้นในการวิจัยการแก้ไขจีโนม คำอธิบายว่า“ crRNA: tracrRNA: Cas9 complex” สามารถใช้ได้กับพืชและสัตว์โดยทั่วไปและอนุญาตให้มีการกำจัด (การลบ) และการปิดเสียงยีนขั้นสูงสุด พบการใช้งานนอกเหนือจากการวิจัยมานานกว่า 5 ปีในการเกษตรและพืชอาหารเพื่อความทนทานต่อความแห้งแล้งตลอดจนการเพิ่มประสิทธิภาพในการสร้างภูมิคุ้มกันต่อเชื้อโรคไวรัส ขั้นตอนนี้อาจใช้ในการแพทย์ของมนุษย์ได้ในภายหลัง นับตั้งแต่ปี 2020 เป็นต้นมามีแนวทางการรักษาสำหรับโรคที่มีความพิการ แต่กำเนิดเป็นครั้งแรก หัวใจ ข้อบกพร่อง (vitium) ในเด็ก Vitium เป็นส่วนหนึ่งของโรคทางพันธุกรรมที่ซับซ้อน Noonan syndrome (autosomal recessive หรือ autosomal dominant inheritance) หลังจากถอดรหัสตัวแปรเชิงสาเหตุของ LZTR1 ยีนการแก้ไขยีนที่เหมาะสมของคาร์ดิโอไมโอไซต์ที่เกิดจากพลูริโพเทนต์ที่สร้างขึ้น (หัวใจ เซลล์กล้ามเนื้อ) จากเซลล์ต้นกำเนิดของฝาแฝด ยีน ควบคุมเส้นทางการส่งสัญญาณที่จำเป็นสำหรับการสร้างความแตกต่างและการเติบโตของเซลล์
ก่อนการบำบัดที่มีศักยภาพในการแพทย์ของมนุษย์
การทดสอบทางพันธุกรรมระดับโมเลกุลสำหรับความผิดปกติที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมในพ่อแม่รวมทั้งครอบคลุม การให้คำปรึกษาทางพันธุกรรม.
ขั้นตอน
ขั้นตอนนี้คล้ายคลึงกับกลไกการป้องกันของ E. coli ที่อธิบายไว้ใน ระบบภูมิคุ้มกัน. ในกระบวนการนี้สามารถปรับเปลี่ยนส่วนเว้นวรรคของ crRNA เพื่อตัดดีเอ็นเอเสริมที่มีเกลียวสองเส้นแบบเฉพาะตามลำดับซึ่งส่งผลให้เกิดการลบตามเป้าหมาย โมเลกุล trRNA: crRNA ที่ดัดแปลงทางเคมีเรียกว่า guideRNA สิ่งนี้ต้องการ crRNA ที่แตกต่างกันสองรายการ: tracrRNA: Cas9 complexes เพื่อเชื่อมต่อกับสองไซต์บน DNA หลังจากกำจัดชิ้นส่วนดีเอ็นเอแล้วการเชื่อมโยงด้วยเอนไซม์ช่วยของชิ้นส่วนดีเอ็นเอชิ้นที่ 2 จะเกิดขึ้นโดยลิเกส สิ่งนี้แตกต่างจากการตัดลำดับดีเอ็นเอเช่นเดียวกับในแบคทีเรีย ในช่วงหลายปีที่ผ่านมามีการเพิ่มเทคนิคการสร้างแบบจำลองที่จำเป็น สิ่งเหล่านี้ไม่เพียง แต่อนุญาตให้มีการลบภายในสายดีเอ็นเอเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการเพิ่ม (การแทรก) ของนิวคลีโอไทด์ของดีเอ็นเอใหม่ด้วย การแก้ไขที่มีแนวโน้มมากที่สุดคือการแก้ไขเฉพาะจุด ที่นี่การลบและการกำจัดชิ้นส่วนดีเอ็นเอจะตามมาด้วยการแทรกชิ้นส่วนดีเอ็นเอใหม่ สิ่งที่เรียกว่า pegRNA (คำแนะนำการแก้ไขเฉพาะ RNA) มีอยู่ที่นี่ในรูปแบบการถอดเสียงของ DNA ที่จะใส่เข้าไป ด้วยความช่วยเหลือของ reverse transcriptase pegRNA จะถูกถ่ายทอดลงใน DNA และรวมเข้ากับ DNA อีกครั้งโดยใช้ ligases โปรตีน CAS9 ที่จำเป็นสำหรับกระบวนการนี้จะสร้างการพันเส้นเดียวแทนการตัดเกลียวสองชั้น สิ่งนี้ช่วยให้สามารถแทรกชิ้นส่วนดีเอ็นเอใหม่ได้อย่างพอดีกับสายดีเอ็นเอที่ถูกตัดโดยมีปลายที่ยื่นออกมา การปรับเปลี่ยนใหม่นี้เป็นพื้นฐานสำหรับการแลกเปลี่ยนลำดับดีเอ็นเอ "ทางพยาธิวิทยา" ตามลำดับ "ที่ไม่ใช่พยาธิวิทยา" ในอนาคตในบริบทของโรคที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรม
หลังการบำบัด
การตรวจคัดกรองจีโนมจะดำเนินการอีกครั้งเพื่อยืนยันความสำเร็จของการแก้ไขจีโนม
ภาวะแทรกซ้อนที่เป็นไปได้
เนื่องจากความไม่ตรงกันพื้นฐานที่เป็นไปได้ของ guideRNA อาจเกิดผลกระทบนอกเป้าหมายเช่นการผูกที่ไซต์ที่ไม่ต้องการ สิ่งเหล่านี้อาจทำให้เกิดการกลายพันธุ์ของจุด (การเปลี่ยนแปลงฐาน) การแทรก (การรวมตัวของนิวคลีโอไทด์เพิ่มเติมหรือลำดับดีเอ็นเอเข้ากับลำดับดีเอ็นเอ) การลบ (การสูญเสีย ... ) การเปลี่ยนตำแหน่ง (การเปลี่ยนตำแหน่งของดีเอ็นเอ) และการผกผัน (การมีส่วนของดีเอ็นเอถูกเปลี่ยน 180 องศา) เอนไซม์ CAS9 ไม่ได้ตัดที่ตำแหน่งที่ต้องการในทุกกรณี อย่างไรก็ตามการเพิ่มขึ้นของความจำเพาะได้รับรู้แล้วผ่านการเปลี่ยนแปลงในการออกแบบโปรตีน นอกจากนี้การเชื่อมโยง CAS9 กับ endonuclease Fokl ยังมาจากไฟล์ แบคทีเรียความจำเพาะอาจเพิ่มขึ้นเป็น 1: 10,000 (โดยไม่มีการแก้ไขอื่น ๆ เฉพาะความจำเพาะสูงสุด 1: 2)
