گېن تەھرىرلەشتە ئىنقىلابىي ئۆزگىرىش: بىئومېدىتسىنا قوللىنىشچانلىقىدىكى CRISPR/Cas تېخنىكىسىدىكى ئىلگىرىلەشلەر

CRISPR/Cas تېخنىكىسى دەسلەپتە پروكارىئوتلاردا تاجاۋۇزچى نۇكلېئىك كىسلاتالارنى تونۇش ۋە يوقىتىش ئۈچۈن ماسلىشىشچان ئىممۇنىتېت سىستېمىسى سۈپىتىدە بايقالغان بولۇپ، سۈت ئەمگۈچىلەر ھۈجەيرىلىرىدە گېن تەھرىرلەش ئۈچۈن كۈچلۈك قورالغا ئايلاندى. SpCas9 ئاقسىلى، تۆۋەندىكىلەردىن ئېلىندى سترېپتوكوكك پىئوگېنلىرى، گېنوم تەھرىرلەش ئۈچۈن قايتا ئىشلىتىلگەن تۇنجى Cas ئاقسىلى بولۇپ، گېنوم ئىچىدىكى مەلۇم نۇكلېئوتىد تەرتىپلىرىنى نىشان قىلىش ئۈچۈن سۈنئىي يېتەكچى RNA (sgRNA) غا تايىنىدۇ.

sgRNA Cas9 باغلىنىشى ئۈچۈن زۆرۈر بولغان بىر قۇرۇلما تىزىملىكى ۋە گېنوم نىشانىنى بەلگىلەيدىغان خاسلاشتۇرغىلى بولىدىغان 20 نۇكلېئوتىدلىق بوشلۇقنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. ئۈنۈملۈك قوش زەنجىرلىك ئۈزۈلۈش (DSB) ئۈچۈن، بوشلۇق تىزىملىكى ئىككى ئۆلچەمگە ئۇيغۇن كېلىشى كېرەك: ئۇ باشقا گېنوم DNA بىلەن تولۇق جۈپلەشمەسلىكى ۋە Cas9 باغلىنىشى ئۈچۈن مۇھىم بولغان بىر پروتوسپاسېرنىڭ قوشنا موتىفى (PAM) تىزىملىكىگە قوشنا بولۇشى كېرەك.

Cas9 نىڭ قوش كېسىش پائالىيىتى ئۇنىڭ ئىككى ئاكتىپ ئورنى RuvC ۋە HNH غا تايىنىدۇ، بۇ DSB نىڭ ئېنىق شەكىللىنىشىگە شارائىت ھازىرلايدۇ. تەتقىقاتچىلار CRISPR/Cas سىستېمىسىنى ئىشلىتىپ ھەر خىل قوللىنىشچان پروگراممىلارنى تەرەققىي قىلدۇردى، مەسىلەن:

1. پۈتۈن گېنومنى نوكاۋت قىلىش تەكشۈرۈشى: تەتقىقاتچىلار ئومۇميۈزلۈك sgRNA كۈتۈپخانىسى قۇرۇش ۋە تاللاش بېسىمى قوللىنىش ئارقىلىق ھەر خىل شارائىتتا ھۈجەيرىلەرنىڭ ياشىشى ئۈچۈن مۇھىم بولغان گېنلارنى بايقىيالايدۇ.

2. گېننىڭ ئاكتىپلىنىشى ۋە باستۇرۇلۇشى: تەتقىقاتچىلار نۇكلېئازا پائالىيىتى يوق dCas9 نى ئىشلىتىپ، dCas9 نى ترانسكرىپسىيە ئاكتىپلاشتۇرغۇچىلار ياكى باستۇرغۇچىلار بىلەن بىرلەشتۈرۈش ئارقىلىق گېن ئىپادىسىنى تەڭشەپ، گېن فۇنكسىيەسىنى تەپسىلىي تەكشۈرۈشكە شارائىت ھازىرلىيالايدۇ.

3. ئېپىگېنېتىك تەھرىرلەش: dCas9 نى DNA ياكى گىستونلارنى ئۆزگەرتىش ئۈچۈن لايىھەلەشكە بولىدۇ، بۇ ئارقىلىق گېن ئىپادىسىنى تەڭشىيەلەيدىغان ياكى جىمجىتلاشتۇرالايدىغان نىشانلىق ئېپىگېنېتىك ئۆزگىرىشلەرنى ئەمەلگە ئاشۇرغىلى بولىدۇ.

4. خروماتىن رەسىملىرى: dCas9 نى فلۇئورېسسېنتلىق ئاقسىللار بىلەن بىرلەشتۈرۈش ئارقىلىق، ئالىملار تىرىك ھۈجەيرىلەردىكى مەلۇم گېنوم ئورۇنلىرىنى كۆز ئالدىغا كەلتۈرەلەيدۇ، بۇ بىزنىڭ خروماتىن دىنامىكىسىنى چۈشىنىشىمىزنى كۈچەيتىدۇ.

5. DNA/RNA باغلىنىش ئاقسىللىرىنى ئېنىقلاش: CRISPR/Cas نى يېقىنلىق بەلگىسى تېخنىكىسى بىلەن بىرلەشتۈرۈش، مەلۇم گېنوم رايونلىرى بىلەن ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىدىغان ئاقسىللارنى ئېنىقلاشقا شارائىت ھازىرلايدۇ.

6. مولېكۇلا تەرەققىياتى: بۇ سىستېما نىشانلىق DNA تىزىملىكىدە مۇتاتسىيەلەرنى كىرگۈزۈپ، تاللاش بېسىمى ئاستىدا گېن ئىقتىدارىنى تەتقىق قىلىشنى ئاسانلاشتۇرالايدۇ.

7. ترانسپوزون ئارقىلىق كىرگۈزۈش: تەتقىقاتچىلار Cas ئاقسىللىرىنى ترانسپوزازا بىلەن بىرلەشتۈرۈش ئارقىلىق، سىرتقى DNA نى گېنومغا ئۈنۈملۈك بىرلەشتۈرۈشكە ئېرىشەلەيدۇ.

8. چوڭ پارچىلارنى ئۆچۈرۈش: CRISPR-Cas3 سىستېمىسى چوڭ DNA تىزىملىكىنى يوقىتىشقا يول قويۇپ، ۋىرۇسلۇق يۇقۇملىنىشنى داۋالاشنىڭ يېڭى يوللىرىنى تەمىنلەيدۇ.

9. ئىچكى ساقلىغۇچ: ئۆزىنى نىشانلىغان gRNA لار مەلۇم ۋەقەلەرنىڭ بىئولوگىيىلىك بەلگىسى سۈپىتىدە خىزمەت قىلىدىغان مەڭگۈلۈك مۇتاتسىيەلەرنى پەيدا قىلىپ، ھۈجەيرە ئىنكاسىنى ئىلغار ئىز قوغلاشقا يول ئاچالايدۇ.

10. ۋىرۇسنى بايقاش: CRISPR/Cas سىستېمىلىرى HIV ۋە SARS-CoV-2 قاتارلىق ۋىرۇسلارنى تېز سۈرئەتتە بايقاشتا مۇۋەپپەقىيەتلىك قوللىنىلىپ، دىئاگنوز قويۇش ئىقتىدارىنى ئاشۇردى.

11. گېن داۋالاش يېڭىلىقلىرى: CRISPR/Cas9 ئاساسلىق گېن تەھرىرلەش دورىسى CASGEVY™ نىڭ تونۇشتۇرۇلۇشى ئورغاق ھۈجەيرە كېسىلى (SCD) ۋە قان قۇيۇشقا تايىنىدىغان β-تالاسسېمىيە (TDT) نى داۋالاشتا مۇھىم بىر باسقۇچنى نامايان قىلىدۇ. بۇ دورا نۇرغۇن رايونلاردا تەستىقلانغان بولۇپ، گېن تەھرىرلەش ئارقىلىق داۋالاش ئۇسۇللىرىنى ئۆزگەرتىشنىڭ يوشۇرۇن كۈچىنى نامايان قىلىدۇ.

گېن تەھرىرلەش ساھەسى داۋاملىق تەرەققىي قىلىۋاتقانلىقتىن، CRISPR/Cas تېخنىكىسىنىڭ قوللىنىلىش دائىرىسى تېز سۈرئەتتە كېڭىيىۋاتىدۇ. ھۆكۈمەتنىڭ بىئوتېخنىكا ۋە ئېنىق تېبابەتكە زور مىقداردا مەبلەغ سېلىشى بىلەن، گېن كېسەللىكلىرى، راك قاتارلىق ھەر خىل كېسەللىكلەرنى داۋالاشتا گېن تەھرىرلەش داۋالاش ساھەسىدە داۋاملىق ئىلگىرىلەشلەر بولۇۋاتىدۇ. ئۆزلۈكسىز ئىممۇنىتېت كېسەللىكلىرى.