وقتی مردم درباره‌ی ابزار ویرایش ژن کریسپر (CRISPR) صحبت می‌کنند، معمولا منظورشان CRISPR-Cas9 است. اما Cas9 تنها یکی از چند پروتئین مرتبط با کریسپر (CRISPR) می‌باشد. موارد دیگر Cas12a، CasY و هستند.
این پروتئین‌ها به عنوان “قیچی” در سیستم کریسپر (CRISPR) عمل می‌کنند، که همانند سیستم ایمنی انسانی به عنوان دفاع طبیعی علیه ویروس‌ها برای برخی باکتری‌ها عمل می‌کنند. این پروتئین‌ها DNA را دقیقا از جای درست قطع می‌کنند و هر کدام مزایا و معایبی در زمینه‌ی هک ژن دارند.
در حال حاضر، محققان UC Berkeley کشف کرده‌اند که CasX قادر به ویرایش سلول‌های انسانی است و با برخی از مسائل مربوط به ویرایش Cas9 همراه نیست که ما را به‌طور بالقوه یک قدم به ویرایش ژن انسانی بی‌خطر و ایمن نزدیک‌تر می‌کند.
تیم Berkeley جزئیات تحقیقات خود درمورد CasX را در مطالعه‌ای در ژورنال Nature منتشر کردند. آن‌ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی (cryo-electron microscope) شروع به گرفتن صدها هزار عکس از CasX در هنگام ویرایش ژنی کردند. آن‌ها با استفاده از این تصاویر توانستند طرح اتم به اتم این پروتئین را بسازند. براساس این تصاویر، آن‌ها قادر به تعیین این شدند که CasX تقریبا ۴۰ درصد از Cas9 کوچکتر است و مستقل از پروتئین Cas9 تکامل یافته است؛ CasX و Cas9 اجداد مشترک ندارند.
مقالات مرتبط:
- مروری بر روند توسعه سیستم اصلاح ژنی کریسپر از ابتدا تاکنون
- چگونه سیستم ایمنی می‌تواند مانعی بر پیشرفت‌های سیستم اصلاح ژنی کریسپر باشد؟
- احتمال جلوگیری از جهش ژنی با مکانیسم تازه کشف‌شده‌ی کریسپر
ویژگی دوگانه
این تحقیق از دو دلیل که CasX می‌تواند بهتر از Cas9 برای ویرایش ژن انسانی باشد، پرده‌برداری کرد:
اولی اندازه‌ی کوچک این پروتئین است. این مهم است زیرا دانشمندان اغلب از ویروسی به نام AAV برای انتقال سیستم کریسپر خود استفاده می‌کنند. این ویروس فقط می‌تواند چندین ابزار سیستم کریسپری را حمل کند، بنابراین استفاده از پروتئین Cas کوچکتر قسمت‌های بیشتری را برای دستورالعمل‌ها و سایر ابزارهای میکروسکوپیک مورد نیاز سیستم برای ویرایش موفقیت‌آمیز ژنوم باقی می‌گذارد.
دوم اینکه محققان CasX ای در یک باکتری کشف کردند که در بدن انسان یافت نمی‌شود. از طرف دیگر، بسیاری از پروتئین‌های Cas9 از باکتری‌هایی هستند که معمولا در انسان‌ها هم یافت می‌شوند. این بدان معنا است که فردی که قبلا تحت ویرایش ژنی Cas9 قرار گرفته است می‌تواند اتفاقی در طول زندگی خود با پروتئین Cas9 مواجه شود. و محققان واقعا نمی‌دانند این مواجه چه تاثیری بر این فرایند می‌تواند داشته باشد.
از آنجایی که CasX هیچ جد مشترکی با Cas9 ندارد، محققان نباید نگرانی درمورد سیستم ایمنی فرد در به یاد آوردن این پروتئین داشته باشند؛ حذف یکی از مسائل احتمالی که مانع ویرایش ژن انسانی می‌شد. ایمنی‌زایی، انتقال و خاصیت ابزار ویرایش ژنی همگی مهم و حیاتی هستند.
