روش جدید روش ژنوم را برای ژن هایی که مبه همراهرزه به همراه بیماری را می کشاند

۲۰ مهر ۱۳۹۶ کافه

به همراه هستفاده از یک نسخه اصلاح شده از سیستم ویرایش ژنوم CRISPR، محققان MIT یک روش جدید برای نمایش ژن هایی که محافظت می کنند، در برابر بیماری های خاص.

CRISPR به طور معمول برای ویرایش و یا حذف ژن ها از سلول های زنده هستفاده می شود. به همراه این حال، تیم MIT آن را سازگار کرد به طور تصادفی، مجموعه ژن های متمایز را در سراسر جمعیت های بزرگ سلول ها روشن می کند و محققان می توانند ژن هایی را شناسایی کنند که از پروتئین مرتبط به همراه بیماری پارکینسون محافظت می کنند.

تکنولوژی جدید، که در مجله سلول مولکولی شرح داده شده هست، راه جدیدی برای یافتن اهداف دارو برای بسیاری از بیماری ها، نه فقط پارکینسون هست، می گوید: تیموتی لو، هستاد دانشکده مهندسی برق و علوم رایانه و مهندسی زیست شناسی.

"وضعیت هنر در حال حاضر دو یا سه ژن را به طور همزمان هدف قرار می دهد و سپس به بررسی اثرات می پردازد، اما ما فکر می کنیم که شاید مجموعه ژن هایی که نیاز به تعدیل شدن برای برخی از این بیماری ها دارند، عملا وسیع تر از آن هستند. "می گوید لو، نویسنده ارشد مطالعه هست.

نویسندگان اصلی این مقاله عبه همراهرتند از: یینگ چو چن و دانشجوی فارغ التحصیلی فهیم فرزاد افشار

روشن یا خاموش کردن ژنها

سیستم ویرایش ژنوم CRISPR متشکل از یک آنزیم DNA برش به نام Cas9 و رشته های راهنمای RNA کوتاه هست که هدف خاصی از ژنوم را هدف قرار می دهند، و به Cas9 می گوید که کجا آن را قطع کند. به همراه هستفاده از این فرآیند، دانشمندان می توانند جهش های هدفمند را در ژنوم حیوانات زنده، یا حذف ژن ها و یا قرار دادن آنها جدید.

در تحقیق جدید، تیم MIT توانایی برش Cas9 را غیرفعال کرده و پروتئین را مهندسی کرده هست تا پس از اتصال به یک سایت هدف، فاکتورهای رونویسی (پروتئین هایی که لازم هست به نوبه خود بر روی ژن ها) را جذب کند.

به همراه ارائه این نسخه از Cas9 همراه به همراه رشته هدایت RNA به سلول های تک، محققان می توانند یک دنبه همراهله ژنتیکی در هر سلول هدف قرار دادن. هر RNA راهنمای ممکن هست به یک ژن تک یا چندین ژن، بسته به دنبه همراهله راهنمای خاص. این اجازه می دهد تا محققان به طور تصادفی کل ژنوم را برای ژن هایی که بر بقای سلول تأثیر می گذارد، نمایش دهند.

"آنچه که ما تصمیم به انجام آن گرفتیم، یک رویکرد کاملا بی طرفانه بود که به جای هدف قرار دادن ژن های منفرد مورد علاقه، ما راهنمایی های تصادفی درون سلول را بیان می کردیم." "به همراه هستفاده از این رویکرد، می توانیم برای RNA های هدایت کننده ای که فعالیت های محافظتی غیرمعمول قوی در یک مدل بیماری های نورودنژراتیک دارند، نمایش دهیم."

محققان این تکنولوژی را در سلولهای مخمر مورد هستفاده قرار دادند که به صورت ژنتیکی برای تولید پروتئین مرتبط به همراه بیماری پارکینسون شناخته می شود که به نام آلفا سینوکلین شناخته می شود. این پروتئین که در مغز بیماران پارکینسون تشکیل می شود، معمولا برای سلول های مخمر سمی هست.

به همراه هستفاده از این صفحه، تیم MIT یک رشته رشته RNA را شناسایی کرد که تأثیر بسیار قوی داشت و سلولهای زنده را بسیار زنده تر از هر یک از ژن های فردی که قبلا برای محافظت از این نوع سلول های مخمر هستفاده می کردند، زنده نگه داشت.

غربه همراهلگری ژنتیکی بیشتر نشان داد که بسیاری از ژن هایی که توسط این راهنما ساخته شده اند، رشته های RNA پروتئین های شاپرن هستند که به پروتئین های دیگر به شکل صحیح کمک می کند. محققان فرض می کنند که این پروتئین chaperone ممکن هست در تاخیر مناسب آلفا سینوکلین کمک کند، که می تواند مانع از تشکیل توده ها شود.

ژن های دیگر فعال شده توسط راهنمای RNA کدگذاری پروتئین های میتوکندری هست که به سلول ها کمک می کند تا متابولیسم انرژی خود را تنظیم و قاچاق پروتئین هایی که در بسته بندی و حمل پروتئین های دیگر دخیل هستند. محققان در حال حاضر تحقیق می کنند که آیا RNA راهنمای بر روی هر یک از این ژن ها به صورت جداگانه تغییر می کند یا اینکه آیا یک یا چند ژن نظارتی را فعال می کند و سپس دیگران را فعال می کند.

اثرات محافظتی

هنگامی که محققان این ژن ها را در مخمر شناسایی کردند، معادلهای انسانی را در نورون های انسانی مورد آزمایش قرار دادند، که در یک آزمایشگاه رشد می کردند و همچنین سولفونین آلفا را تولید کردند. Lu می گوید که این ژن های انسانی نیز در برابر مرگ ناشی از آلفا سینوئولین محافظت می کنند، که نشان می دهد که آنها می توانند به عنوان درمان های ژن درمانی برای بیماری پارکینسون ارزشمند به همراهشند.

ویلسون وانگ، هستادیار مهندسی پزشکی در دانشگاه بوستون می گوید این مطالعه نشان می دهد که کاربرد های متنوعی که CRISPR / Cas9 می تواند مورد هستفاده قرار گیرد.

"همچنین جالب هست که ببینیم می توان از مخمر به عنوان نقطه شروع یک صفحه ژنتیکی هستفاده کرد و شناسایی RNA های هدایت کننده ای که از طریق سمیت آلفا-سینوئولین در سلول های پستاندار محافظت می کند،" وانگ، که در پژوهش دخیل نبود، . "این کار می تواند راه را برای هستفاده از RNA های هدایت تصادفی و مخمر برای تحقیق زیست شناسی پیچیده انسان را هموار."

آزمایشگاه Lu اکنون از این روش برای نمایش ژن های مربوط به اختلالات دیگر هستفاده می کند و محققان قبلا برخی از ژن هایی را که در برابر اثرات خاصی از پیری محافظت می شوند محافظت می کند.

این تحقیق توسط بنیاد پزشکی الیسون و موسسات ملی بهداشت تامین می شود.

دانلود آهنگ مسعود صادقلو ما به هم میایم