کریسپر چیست

کریسپر که مخفف واژه انگلیسی:

Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats

معنی فارسی آن می شود:

تناوب‌هایِ کوتاهِ پالیندرومِ فاصله‌دارِ منظمِ خوشه‌ای

از یک پروتیئن با نام CAS 9 به عنوان یک قیچی برای برش یک دنباله و قرار دادن یکی جدید استفاده می کند

برای دانلود با خرید آن در تهیه مستندات بیشتر کمک کرده اید

این مستند بخشی از مستند کامل ژنتیک و DNA است

کریسپر که مخفف واژه انگلیسی:

Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats

معنی فارسی آن می شود:

تناوب‌هایِ کوتاهِ پالیندرومِ فاصله‌دارِ منظمِ خوشه‌ای

از یک پروتیئن با نام CAS 9 به عنوان یک قیچی برای برش یک دنباله

و قرار دادن یکی جدید استفاده می کند

این پروتیئن های قیچی مانند، فعالیت تغییر در دنباله DNA در هر موجود زنده ای

را بسیار سریع، ساده و مقرون به صرفه می کند.

حال می خواهد آن یک ویروس بسیار کشنده باشد

یا یک وال آبی

در حالی که تکنیک های قبلی ویرایش ژن ممکن بود سال ها زمان نیاز داشته باشند

کریسپر تنها به چند هفته نیاز داشته و تنها یک صدم آنها هزینه دارد

در حال حاضر آزمایشات کریسپر در سرتاسر جهان در حال انجام است

و این امید وجود دارد که بتوان از آن برای درمان انواع مختلف بیماری مانند سرطان

استفاده شود

ویدئو ۳

از زمانی که CRISPR Cas 9 در سیستم ایمنی یک باکتری کشف شد

به عنوان ابزاری قدرتمند برای تحقیقات ژنتیکی مورد استفاده قرار گرفت

دو جزء در این سیستم وجود دارد:

یک پروتئین برش DNA به نام Cas9

و یک مولکول RNA که به عنوان RNA راهنما شناخته می شود

این دو همراه باهم یک سازه رو تشکیل می دهند

که می تواند بخش هایی از DNA را شناسایی کرده و برش دهد

اول Cas9 باید یک دنباله عادی در ژن با نام PAM را پیدا کرده و به آن وصل شود

بمحض آنکه  به PAM متصل شد

آنگاه RNA راهنما ساختار مارپیچ دوتایی را از هم باز می کند

رشته RNA طوری طراحی شده تا با یک دنباله بخصوص در DNA

متناسب بوده و بتواند به آن وصل شود

بمحض آنکه دنباله صحیح را پیدا کرد

آنگاه Cas9 آن بخش از DNA را برش می دهد

در دو ناحیه نوکلئاز (Nuclease) آن هر یک برشی ایجاد می کنند

که باعث پاره شدن کل این رشته دوتایی می شود

در حالی که سلول سعی در تعمیر این قسمت پاره شده می کند

اما این فرایند تعمیری همراه با خطا خواهد بود

و اغلب دارای جهش های ناخواسته است که موجب بلا استفاده شدن ژن می گردد

و این موضوع باعث می شود که CRISPR یک ابزار عالی برای غیرفعال کردن ژن های بخصوص باشد

اما پاره کردن رشته دوتایی تنها کاری نیست که CRISPR می تواند بکند

برخی از محققان یک یا هر دو بخش برش Cas9 را غیر فعال کرده اند

و آنزیم های جدید را به درون این پروتئین وارد ساختند

آنگاه از Cas9 می توان برای منتقل کردن آن آنزیم ها

به یک دنباله بخصوص از DNA استفاده کرد

یک مثال آن وارد کردن یک آنزیم به Cas9 با نام دآمیناز (deaminase) است

که موجب ایجاد جهش های خاصی در عناصر پایه DNA می شود

که در نهایت موجب جایگزین شدن سیتیدین (Cytidine) با تیمین (Thymine) می شود

این روش دقیق ویرایش ژن می تواند جهش هایی که موجب ایجاد بیماری شده اند را به

ژن های سالم تبدیل کند

یا اینکه بخش توقف ژن در یک مکان خاص ایجاد کنند

اما همه آن تنها در خصوص ویرایش ژن نیست

بعضی از آزمایشگاه ها در حال استفاده از CRISPR برای ارتقا دادن رونویسی ژن هستند

آنها این کار را با غیر فعال ساختن کامل Cas9 انجام می دهد

به طوریکه دیگر نتواند DNA را برش دهد

در عوض، فعال کنندگان رونویسی به Cas9 اضافه می شوند

که یا به صورت مستقیم آن را وارد می کنند یا بوسیله رشته ای از پپتید ها (Peptide)

که بر این اساس فعال کنندگان به RNA راهنما جذب می شوند

این فعال کنندگان، دستگاه رونویسی سلول را به خود جذب می کنند

و فاکتورهایی مانند RNA پلیمراز (polymerase) را به سمت هدف می آورند

و باعث افزایش رونویسی آن ژن می شوند

یک چنین اصولی در برش دهی ژن نیز وجود دارد

ناحیه KRAB (مخففKrüppel associated box ) را وارد Cas9 می کنند

و رونویسی را غیرفعال می سازند، آنها با جذب فاکتورهای بیشتر به خود به صورت فیزیکی ژن را بلوکه می کنند

ایده ای خلاق برای استفاده از CRISPR ، ضمیمه کردن فلورسنت به سازه های پروتینی است

تا بر این اساس بتوانید ببنید یکسری دنباله های خاص DNA در کجای سلول هستند

این می تواند برای مواردی جون تصویر سازی سه بعدی ساختار ژنوم مفید باشد

یا اینکه کل یک کروموزم را رنگی ساخت و مکان آن در نوکلئاز را بررسی کرد

کریسپر تا کنون نحوه تحقیقات را تغییر داده

اما این ایده های جدید نشان می دهند که دستاورد های کنونی تنها بخش کوچکی از

قابلیت های بلقوه کریسپر است

و می توان گفت که انقلاب کریسپر بسیار مانده تا پایان یابد