מה זה CRISPR

אנחנו יודעים שהטכנולוגיה מתקדמת יותר ויותר בצעדי ענק. גם בעולם הביולוגיה והגנטיקה זה ככה. במקרה זה, אנשים רבים אינם יודעים מה זה CRISPR וגם לא בשביל מה זה. זוהי טכניקת עריכת גנים שבקיצור אחראית על חיתוך והדבקה של גנים של אנשים. הוא התגלה לפני די הרבה זמן והוא נושא את פירותיו הראשונים בטיפול ופלסטיק של מחלות ומחלות שונות.

במאמר זה אנו הולכים לספר לכם מהו CRISPR, מהם המאפיינים שלו ומדוע משתמשים בטכנולוגיה זו בתחום הגנטיקה והביולוגיה.

מה זה CRISPR

CRISPR הוא ראשי תיבות של Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats. זהו מנגנון שבו משתמשים חיידקים כדי להגן על עצמם מפני וירוסים ואלמנטים גנטיים ניידים אחרים שמנסים לפלוש לתאים שלהם.

הדרך בה CRISPR עובדת מעניינת מאוד. ראשית כל, חיידקים משלבים שברי DNA של וירוסים ב-DNA שלהם, כמעין "זיכרון אימונולוגי". שברים אלה נקראים מרווחים. לאחר מכן, כאשר נגיף מנסה להדביק תא חיידקי, החיידק מייצר RNA מנחה הנקשר לקומפלקס חלבוני בשם Cas, אשר חותך והורס את ה-DNA של הנגיף. ה-RNA המדריך נוצר מהמידע הכלול במרווחים, ומאפשר לחיידק "לזכור" וירוסים שבהם נתקל בעבר.

צורה זו של הגנה חיסונית חיידקית שימשה לפיתוח כלים לעריכת גנים מדויקים ביותר. הטכניקה הפופולרית ביותר היא CRISPR-Cas9, המשתמשת בגרסה שונה של חלבון Cas9 כדי לחתוך DNA במיקום ספציפי. לאחר מכן ניתן לבצע שינויים ב-DNA, כגון הוספה או מחיקה של גנים או תיקון מוטציות.

יתרונות טכנולוגיית CRISPR

היתרון הגדול של טכנולוגיית CRISPR הוא הדיוק שלה. ניתן לתכנן את ה-Guide RNA כך שייקשר לרצף DNA ספציפי, כלומר העריכה מתבצעת רק במיקום הרצוי. יתר על כן, הטכניקה הרבה יותר מהירה וזולה יותר מטכניקות עריכת גנים קודמות.

למרות שטכנולוגיית CRISPR די מבטיחה, היא גם מעלה שאלות אתיות ובטיחותיות. ניתן להשתמש בעריכת גנים כדי לרפא מחלות גנטיות, אבל יכול לשמש גם ליצירת תינוקות "בהתאמה אישית". או לבצע שינויים בקו הנבט המועברים לדורות הבאים. בנוסף, לטעויות בעריכה יכולות להיות השלכות בלתי צפויות, כגון סרטן או מחלות אחרות. אנשים רבים דנים בזה יותר מסתם "לשחק את אלוהים".

עריכת גנים

בטבע, לאורגניזמים יש מידע גנטי השולט בגדילתם. עריכת גנים היא קבוצה של טכניקות שניתן להשתמש בהן כדי לשנות את ה-DNA של אורגניזם למטרות שונות. חשוב לציין כי עריכה אינה זהה לשינוי גנטי. קודם כל, לא נעשה שימוש ב-DNA ממינים אחרים, כמו בשינוי.

ביוגנטיקה, המכונה גם הנדסה גנטית, היא דיסציפלינה המשלבת ביולוגיה וגנטיקה. היישום שלו הוא בתחום הביוטכנולוגיה. עריכת גנים היא תהליך שבו מזוהה פיסת ה-DNA שעליה אתה רוצה לפעול, הוסר והוחלף בחלק חדש אחר. זה יכול לקרות גם שברגע שחולצים את השברים המתנגשים, המנגנון הסלולרי לוקח שליטה ומתקן את הרצף עצמו. באמצעות טכניקות אלו, מדענים יכולים להוסיף, להסיר או לשנות DNA לפי הצורך כדי להשיג את המטרות הרצויות.

לפיכך, CRISPR היא טכנולוגיה חדשנית לעריכת גנים המסתמכת על יכולתם של חלבוני Cas לבקע DNA בנוכחות RNA הזיהוי המתאים. מכיוון שניתן לסנתז RNA במעבדה, אפשרויות העריכה הן כמעט בלתי מוגבלות.

שימושים עיקריים

טכנולוגיית CRISPR משמשת להחדרת שינויים בגנום בדיוק רב. ביישום הראשי שלו יש לנו את הדברים הבאים:

• יישומים רפואיים, כניסויים לחיסול HIV, או לטיפול במחלות כגון ניוון שרירים דושן, מחלת הנטינגטון, אוטיזם, פרוגריה, סיסטיק פיברוזיס, סרטן משולש שלילי או תסמונת אנג'למן. המחקר גם מנסה לקבוע אם זה יכול לשמש כבדיקה אבחנתית כדי לזהות את
• נלחם במחלות זיהומיות המועברות על ידי חרקיםכגון מלריה, זיקה, דנגי, צ'יקונגוניה או קדחת צהובה.
• ביוטכנולוגיה צמחית. ניתן להשתמש בטכנולוגיית CRISPR לייצור זני צמחים המותאמים יותר לסביבה, עמידים בפני בצורת או מזיקים. ניתן לשנות תכונות אורגנולפטיות, כולל תכונות פיזיקוכימיות, כדי להפוך אותן למתאימים יותר למאכל אדם.

בטכנולוגיה של בעלי חיים, ניתן להשתמש בו כדי להציג שיפורי מינים, למשל ליצירת עדרים עמידים למחלות טיפוסיות. נכון לעכשיו, אין טכנולוגיות CRISPR שאושרו לטיפול במחלות הנגרמות על ידי גן בודד שניתן לרפא באופן תיאורטי באמצעות עריכת גנים זו. מסיבה זו, יישומים רפואיים הם יותר תחום תיאורטי מאשר תחום מעשי וכיום יש להם בסיס ניסיוני.

CRISPR וביואתיקה

טכנולוגיית CRISPR לעריכת גנים מציגה מספר אתגרים הקשורים לביואתיקה. בעוד שהיישומים העיקריים הם חיוביים, ניתן להתגבר על מכשולים מסוימים בהפיכת הטכנולוגיה החסכונית הזו לזמינה לכולם.

באשר ליישומים לעריכת גנים בתעשייה הראשונית, בחקלאות ובבעלי חיים, הם חיוביים כל עוד הם נועדו להיות מועילים לבני אדם. כמובן, יש צורך לנתח כל מקרה בנפרד. לדוגמה, מניפולציה של מיני צמחים כדי להפוך אותם עמידים בפני מזיקים היא בעלת עניין אנושי עצום.

מצד שני, אם אנו שוקלים התערבויות במערכות אקולוגיות, עלינו להיות זהירים יותר, שכן כל שינוי בלתי צפוי עלול להוביל לבעיות חמורות או בלתי נשלטות.

מבחינת יישומים רפואיים, השימוש בטכנולוגיית עריכת גנים בבני אדם דורש ערובות אבטחה גבוהות מאוד, ויכול לשמש רק למחלות שכיום אין להן טיפול יעיל, או למחלות שיש להן כיום תופעות לוואי משמעותיות. לבסוף, עריכת גנים של עוברים אינה מוצדקת מנקודת מבט מדעית או אתית.

אני מקווה שבעזרת המידע הזה תוכלו ללמוד יותר על מהו CRISPR והמאפיינים שלו.