Ми знаємо, що технології прогресують семимильними кроками. У світі біології та генетики теж так. При цьому багато хто не знає що таке CRISPR ні для чого це. Коротше кажучи, це техніка редагування генів, яка відповідає за вирізання та вставлення генів людей. Він був відкритий досить давно і приносить свої перші плоди в лікуванні і пластикі різних захворювань і недуг.
У цій статті ми розповімо вам, що таке CRISPR, які його характеристики та чому цей тип технології використовується в галузі генетики та біології.
Що таке CRISPR
CRISPR — це абревіатура від Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats. Це механізм, який бактерії використовують для захисту від вірусів та інших мобільних генетичних елементів, які намагаються вторгнутися в їхні клітини.
Принцип роботи CRISPR дуже цікавий. Поперше, бактерії вбудовують фрагменти ДНК вірусів у власну ДНК, як свого роду «імунологічна пам'ять». Ці фрагменти називаються спейсерами. Далі, коли вірус намагається заразити бактеріальну клітину, бактерія виробляє направляючу РНК, яка зв’язується з білковим комплексом під назвою Cas, який розрізає та руйнує ДНК вірусу. Направляюча РНК створюється з інформації, що міститься в спейсерах, що дозволяє бактерії «запам’ятати» віруси, з якими вона стикалася раніше.
Ця форма бактеріального імунного захисту була використана для розробки високоточних інструментів для редагування генів. Найпопулярніша методика – CRISPR-Cas9, який використовує модифіковану версію білка Cas9 для розрізання ДНК у певному місці. Потім можна внести зміни в ДНК, наприклад, додати або видалити гени або виправити мутації.
Переваги технології CRISPR
Великою перевагою технології CRISPR є її точність. Направляюча РНК може бути розроблена для зв’язування з певною послідовністю ДНК, тобто редагування виконується лише в потрібному місці. Крім того, цей метод набагато швидший і дешевший, ніж попередні методи редагування генів.
Хоча технологія CRISPR є досить перспективною, вона також викликає питання етики та безпеки. Редагування генів можна використовувати для лікування генетичних захворювань, але також можна використовувати для створення немовлят на замовлення або внести зміни в зародкову лінію, які передаються майбутнім поколінням. Крім того, помилки в редагуванні можуть мати непередбачувані наслідки, наприклад рак чи інші захворювання. Багато людей обговорюють це як щось більше, ніж просто «гра в Бога».
редагування генів
У природі організми мають генетичну інформацію, яка контролює їхній ріст. Редагування генів — це група методів, які можна використовувати для зміни ДНК організму для різних цілей. Важливо зазначити, що редагування – це не те саме, що генетична модифікація. По-перше, не використовується ДНК інших видів, як при модифікації.
Біогенетика, також відома як генна інженерія, є дисципліною, яка поєднує біологію та генетику. Його застосування в галузі біотехнології. Редагування генів — це процес, за допомогою якого виявляється фрагмент ДНК, на який ви хочете вплинути, знятий і замінений новою частиною. Також може статися так, що як тільки конфліктні фрагменти вилучені, клітинний механізм бере контроль і самостійно відновлює послідовність. Використовуючи ці методи, вчені можуть додавати, видаляти або змінювати ДНК за потреби для досягнення бажаних цілей.
Таким чином, CRISPR — це інноваційна технологія редагування генів, яка базується на здатності білків Cas розщеплювати ДНК у присутності відповідної розпізнаючої РНК. Оскільки РНК можна синтезувати в лабораторії, можливості редагування майже безмежні.
Основне використання
Технологія CRISPR використовується для внесення змін у геном із надзвичайною точністю. У його основному застосуванні ми маємо наступне:
- медичне застосування, як випробування з усунення ВІЛ або для лікування таких захворювань, як м’язова дистрофія Дюшенна, хвороба Гентінгтона, аутизм, прогерія, кістозний фіброз, потрійний негативний рак або синдром Ангельмана. Дослідження також намагаються визначити, чи можна використовувати його як діагностичний тест для виявлення
- Бореться з інфекційними захворюваннями, які переносяться комахамитаких як малярія, Зіка, денге, чикунгунья або жовта лихоманка.
- Рослинна біотехнологія. Технологію CRISPR можна використовувати для отримання сортів рослин, які краще адаптуються до навколишнього середовища, стійкі до посухи чи шкідників. Органолептичні властивості можуть бути змінені, включаючи фізико-хімічні властивості, щоб зробити їх більш придатними для споживання людиною.
У тваринництві його можна використовувати для впровадження видів удосконалення, наприклад для створення стад, стійких до типових захворювань. Наразі не існує жодних технологій CRISPR, схвалених для лікування захворювань, спричинених одним геном, які теоретично можна було б вилікувати за допомогою цього редагування генів. З цієї причини застосування в медицині є скоріше теоретичною, ніж практичною сферою, і в даний час має експериментальну основу.
CRISPR і біоетика
Технологія CRISPR для редагування генів створює кілька проблем, пов’язаних з біоетикою. Хоча основні додатки позитивні, Певні перешкоди можна подолати, щоб зробити цю економічно ефективну технологію доступною для всіх.
Що стосується додатків редагування генів у первинній промисловості, сільському господарстві та тваринництві, вони позитивні, якщо призначені бути корисними для людей. Звісно, необхідно розбирати кожен випадок окремо. Наприклад, маніпулювання видами рослин, щоб зробити їх стійкими до шкідників, становить величезний інтерес для людини.
З іншого боку, якщо ми розглядаємо втручання в екосистеми, ми повинні бути більш обережними, оскільки будь-яка несподівана зміна може призвести до серйозних або неконтрольованих проблем.
З точки зору медичних застосувань, використання технології редагування генів у людей вимагає дуже високих гарантій безпеки, і може використовуватися лише для захворювань, для яких наразі немає ефективного лікування, або для захворювань, які наразі мають значні побічні ефекти. Нарешті, редагування генів ембріонів не є виправданим ні з наукової, ні з етичної точки зору.
Я сподіваюся, що з цією інформацією ви зможете дізнатися більше про те, що таке CRISPR та його характеристики.