การแก้ไขจีโนม
ด้วยระบบ CRISPR-Cas9 ทำให้สามารถปรับเปลี่ยนจีโนมของสิ่งมีชีวิตใด ๆ ตัวอย่างเช่นแบคทีเรียสัตว์พืชหรือของมนุษย์ได้อย่างตรงเป้าหมายและแม่นยำ ในบริบทนี้เรายังพูดถึงการแก้ไขจีโนมและการผ่าตัดจีโนม วิธีนี้ได้รับการอธิบายครั้งแรกในปี 2012 และกำลังอยู่ในระหว่างการวิจัยและใช้อย่างเข้มข้นทั่วโลก (Jinek et al., 2012) ระบบ CRISPR-Cas9 ได้รับการพัฒนาโดยเริ่มจากกลไกการป้องกันของ adaptive ระบบภูมิคุ้มกัน of แบคทีเรีย. ช่วยให้โปรคาริโอตสามารถกำจัดดีเอ็นเอที่ไม่ต้องการและติดเชื้อได้เช่นจากแบคทีเรียหรือพลาสมิด
- CRISPR ย่อมาจาก. เป็นลำดับดีเอ็นเอซ้ำ ๆ ในจีโนมของ แบคทีเรีย.
- Cas9 ย่อมาจาก.
วิธีการทำงาน
ระบบ CRISPR-Cas9 ทำงานอย่างไร โปรตีน Cas9 เป็นสิ่งที่เรียกว่า endonuclease ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่ตัด กรดนิวคลีอิก และในกรณีนี้คือ DNA double strand Cas9 ถูกผูกไว้กับ RNA ที่มีนอกเหนือจากส่วนคงที่แล้วส่วนตัวแปรที่รับรู้ลำดับดีเอ็นเอเป้าหมายที่เฉพาะเจาะจง ส่วน RNA นี้เรียกว่า sgRNA (small guide RNA) sgRNA ทำปฏิกิริยากับดีเอ็นเอที่ถูกตัดโดยนิวคลีเอส การแบ่งเส้นใยสองเส้นที่เกิดขึ้นสามารถทำได้โดยกลไกการซ่อมแซมของเซลล์เอง สิ่งนี้สามารถนำไปสู่การกลายพันธุ์ที่น่าสนใจตัวอย่างเช่นในการปรับปรุงพันธุ์พืช แม่แบบ RNA ยังสามารถใช้เพื่อแทรกส่วนของยีนใหม่ได้เช่นเพื่อเรียกคืนการทำงานของยีนที่บกพร่อง ในที่สุดก็สามารถใช้ในการยับยั้งยีนที่ก่อให้เกิดโรคได้ เพื่อให้ระบบ CRISPR-Cas เข้าสู่เซลล์จำเป็นต้องใช้วิธีการจัดส่งด้วย ตัวอย่างเช่นพาหะของไวรัสไลโปโซมหรือวิธีการทางกายภาพสามารถใช้เพื่อจุดประสงค์นี้ ระบบแตกต่างจากวิธีการอื่น ๆ ในเรื่องความเรียบง่ายความเป็นสากลความเร็วและราคา โดยหลักการแล้ว CRISPR-Cas สามารถนำไปใช้โดยตรงกับมนุษย์หรือกับเซลล์ที่ถูกกำจัดออกจากผู้ป่วยดัดแปลงขยายพันธุ์และนำกลับมาใช้ใหม่ในภายหลัง สิ่งนี้เรียกว่า ex vivo treatment หรือ autologous การโยกย้าย.
ตัวชี้วัด
CRISPR-Cas9 มีบทบาทสำคัญในการวิจัยและการผลิตยาในปัจจุบันเพียงไม่กี่ปีหลังจากอธิบายวิธีการนี้ ในอนาคตการบำบัดด้วยยีนเพิ่มเติม ยาเสพติด จะได้รับการพัฒนา การใช้งานทางการแพทย์ที่มีศักยภาพมีมากมาย ซึ่งรวมถึงตัวอย่างเช่นรุนแรง โรคทางพันธุกรรม เช่น Duchenne กล้ามเนื้อเสื่อม, โรคปอดเรื้อรัง, โรคติดเชื้อเช่นเอชไอวีและ ตับอักเสบ, โรคฮีโมฟิเลียและมะเร็ง CRISPR-Cas9 และวิธีการแก้ไขจีโนมที่คล้ายกันกำลังเปิดโอกาสเป็นครั้งแรกที่จะไม่เพียง แต่รักษาโรคตามอาการเท่านั้น แต่ยังสามารถรักษาได้ในระดับข้อมูลทางพันธุกรรม
ผลข้างเคียงและความเสี่ยง
ปัญหาที่อาจเกิดขึ้นอย่างหนึ่งคือการเลือกใช้วิธีการ เป็นไปได้ว่า CRISPR อาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่ไซต์อื่น ๆ ที่ไม่พึงปรารถนาในจีโนม สิ่งเหล่านี้เรียกว่า "เอฟเฟกต์นอกเป้าหมาย" สิ่งเหล่านี้อาจเป็นอันตรายและนำไปสู่ผลข้างเคียงได้ นอกจากนี้ประสิทธิภาพของระบบยังคงต้องเพิ่มขึ้น ในมนุษย์นอกจากเซลล์ร่างกายและเซลล์ต้นกำเนิดแล้วเซลล์สืบพันธุ์ยังสามารถจัดการได้ซึ่งนำไปสู่การถ่ายทอดทางพันธุกรรมของยีนที่เปลี่ยนแปลงไป ตัวอย่างเช่นได้แสดงให้เห็นแล้วว่า CRISPR-Cas9 สามารถนำไปใช้กับเอ็มบริโอทำให้เกิดความกลัวต่อ "ทารกนักออกแบบ" และอาจส่งผลกระทบในวงกว้างต่อพัฒนาการของมนุษยชาติในอนาคต การแทรกแซงของ Germline เป็นที่ถกเถียงกันอย่างมากและเป็นสิ่งต้องห้ามในประเทศส่วนใหญ่
