นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบวิธีการปรับเปลี่ยนเครื่องมือแก้ไขยีน CRISPR ที่ไม่มีใครเทียบได้ เพื่อขยายการเข้าถึงไปยังอีพิจีโนม ซึ่งควบคุมวิธีการเปิดหรือปิดยีน
นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานฟรานซิสโก และสถาบัน Whitehead Institute for Biomedical Research ที่ไม่แสวงหากำไรของ MIT และใช้เครื่องมือนี้ในห้องปฏิบัติการเพื่อปิดการทำงานของยีนที่สร้างโปรตีน Tau ซึ่งเกี่ยวข้องกับโรคอัลไซเมอร์เป็นส่วนใหญ่
เครื่องมือที่ใช้
CRISPR แบบใหม่ที่เรียกว่า “CRISPRoff” ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถปิดยีนเกือบทั้งหมดในเซลล์ของมนุษย์โดยไม่ต้องแก้ไขรหัสพันธุกรรมเพียงครั้งเดียว และเมื่อยีนถูกปิดแล้ว ยีนจะยังคงเฉื่อยอยู่ในลูกหลานของเซลล์เป็นเวลาหลายร้อยชั่วอายุคน เว้นแต่จะเปิดขึ้นใหม่ด้วยเครื่องมือเสริมที่เรียกว่า CRISPRon
เนื่องจากอีพิจีโนมมีบทบาทสำคัญในหลายโรค
ตั้งแต่การติดเชื้อไวรัสไปจนถึงมะเร็ง วันหนึ่งเทคโนโลยี CRISPRoff อาจนำไปสู่การบำบัดด้วยอีพีเจเนติกส์ที่มีประสิทธิภาพซึ่งมีความปลอดภัยมากกว่าการรักษาแบบ CRISPR แบบเดิม เนื่องจากไม่เกี่ยวข้องกับการแก้ไขดีเอ็นเอใดๆ
“แม้ว่าการบำบัดด้วยยีนและเซลล์จะเป็นอนาคตของยา แต่มีข้อกังวลด้านความปลอดภัยที่อาจเกิดขึ้นเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงจีโนมอย่างถาวร ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเราจึงพยายามหาวิธีอื่นเพื่อใช้ CRISPR ในการรักษาโรค” ลุค กิลเบิร์ต ปริญญาเอกกล่าว ศาสตราจารย์ที่ UCSF และผู้เขียนร่วมของบทความฉบับใหม่ซึ่งตีพิมพ์ในวารสารCell เมื่อวัน ที่ 9 เมษายน
มันถูกสร้างขึ้นมาอย่างไร
CRISPR แบบทั่วไปมีฮาร์ดแวร์ระดับโมเลกุลสองชิ้นที่ทำให้เป็นเครื่องมือแก้ไขยีนที่มีประสิทธิภาพ ส่วนประกอบหนึ่งคือเอ็นไซม์ตัดดีเอ็นเอ ซึ่งทำให้ CRISPR สามารถเปลี่ยนแปลงลำดับดีเอ็นเอได้ อีกวิธีหนึ่งคืออุปกรณ์กลับบ้านที่สามารถตั้งโปรแกรมให้เป็นศูนย์ในลำดับ DNA ที่สนใจได้ ซึ่งช่วยให้สามารถควบคุมตำแหน่งที่จะแก้ไขได้อย่างแม่นยำ
ที่เกี่ยวข้อง : ผู้ป่วยทุกรายที่ได้รับการรักษาด้วยยีน CRISPR สำหรับโรคเลือดยังคงเติบโตอย่างต่อเนื่อง มากกว่าหนึ่งปี
ในการสร้าง
CRISPRoff นักวิจัยได้จ่ายฟังก์ชันเอนไซม์ DNA-snipping ของ CRISPR แบบเดิม แต่ยังคงรักษาอุปกรณ์กลับบ้านไว้ เพื่อสร้าง CRISPR แบบถอดแยกส่วนซึ่งสามารถกำหนดเป้าหมายยีนใดก็ได้ จากนั้นพวกเขาก็ผูกเอ็นไซม์กับกระดูก CRISPR นี้ แทนที่จะเป็นการประกบดีเอ็นเอ เอ็นไซม์นี้ทำหน้าที่เกี่ยวกับอีพิจีโนม ซึ่งประกอบด้วยโปรตีนและโมเลกุลขนาดเล็กที่เกาะติดกับ DNA และควบคุมเวลาและตำแหน่งที่ยีนจะเปิดหรือปิด
เครื่องมือใหม่นี้มุ่งเป้าไปที่ลักษณะ
เฉพาะของอีพีเจเนติกที่เรียกว่า DNA methylation ซึ่งเป็นหนึ่งในหลายส่วนโมเลกุลของอีพิจีโนม เมื่อ DNA ถูกเมทิลเลต แท็กเคมีขนาดเล็กที่เรียกว่ากลุ่มเมทิลจะติดอยู่กับ DNA ซึ่งทำให้ยีนใกล้เคียงเงียบลง แม้ว่า DNA methylation จะเกิดขึ้นตามธรรมชาติในเซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทั้งหมด CRISPRoff ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถควบคุมกระบวนการนี้ได้อย่างไม่เคยปรากฏมาก่อน
