به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، محققان در اسپانیا آنزیم‌های باستانی کریسپر را از میلیون‌ها و حتی میلیاردها سال پیش احیا کرده‌اند. آن‌ها نه تنها هنوز هم می‌توانند سلول‌های انسانی را ویرایش کنند، بلکه متنوع تر از نسخه‌های مدرن هستند و راه را برای ابزارهای جدید و بهبود یافته ویرایش ژنی کریسپر مصنوعی هموار می‌کنند. سیستم‌های کریسپر در باکتری‌ها به عنوان مکانیزم دفاع از خود تکامل یافتند. هنگامی که یک باکتری توسط یک ویروس آلوده می‌شود، از آنزیم‌های کریسپر استفاده می‌کند تا قطعه‌ای از DNA پاتوژن را جدا کرده و آن را ذخیره کند. اگر این باکتری بعداً با همان نوع ویروس روبرو شود، آن را بر اساس قطعه DNA ذخیره شده، تشخیص داده و می‌تواند به طور مؤثرتری با آن مبارزه کند. این موضوع نویدبخش ابزاری قدرتمند برای درمان بیماری‌ها، بهبود محصولات کشاورزی و مهندسی باکتری‌ها برای اهداف جدید و جذاب است.

 برای مطالعه جدید، محققان در موسسه نانوژن در اسپانیا تصمیم گرفتند تکامل کریسپر در میکروارگانیسم‌ها را ترسیم کنند. آن‌ها برای این کار از تکنیکی به نام بازسازی توالی اجدادی استفاده کردند که در آن از الگوریتم‌های خاصی برای تجزیه و تحلیل و مقایسه ژنوم موجودات زنده و تعیین اینکه ژنوم اجداد مشترک آن‌ها چگونه خواهد بود، استفاده می‌شود. این تیم از این طریق آنزیم‌های Cas را شناسایی و سنتز کردند که احتمالا توسط میکروارگانیسم‌های باستانی مورد استفاده قرار می‌گرفتند و قدمت آن‌ها به ۳۷ میلیون تا ۲.۶ میلیارد سال پیش باز می‌گردد. آزمایش‌ها در سلول‌های انسانی تایید کرد که این آنزیم‌های اجدادی هنوز در ایجاد ویرایش ژنی فعال هستند. شاید تعجب آور نباشد که آنزیم‌های باستانی بسیار ساده تر از آنزیم‌های مدرن بودند. اثر تکامل در عمل می تواند به آن‌ها اجازه دهد تا تنوع بیشتری نسبت به فرزندان خود داشته باشند، که بیش از پیش برای موقعیت‌های خاص هدف قرار گرفته‌اند.

رائول پرز-جیمز، محقق ارشد این مطالعه گفت: "سیستم‌های فعلی بسیار پیچیده هستند و برای عملکرد درون یک باکتری سازگار هستند. هنگامی که سیستم خارج از این محیط مورد استفاده قرار می‌گیرد، برای مثال در سلول‌های انسانی، توسط سیستم ایمنی رد می‌شود و همچنین محدودیت‌های مولکولی خاصی وجود دارد که استفاده از آن‌ها را محدود می‌کند. عجیب است که در سیستم‌های اجدادی برخی از این محدودیت‌ها از بین می‌روند که به این سیستم‌ها قابلیت تطبیق پذیری بیشتری برای کاربردهای جدید می‌دهد. این کشف می‌تواند برای تولید آنزیم‌های جدیدی مورد استفاده قرار گیرد که مناطقی از ژنوم را هدف قرار می‌دهند که آنزیم‌های فعلی قادر به ویرایش آن‌ها نیستند و به طور بالقوه راه‌های جدیدی را برای درمان بیماری‌ها و دیگر پیشرفت‌های ژن درمانی باز می‌کنند."

پایان مطلب./