crispr

CRISPR reiškia „Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats“ (klasterizuoti taisyklingai išsidėstę trumpi palindrominiai pasikartojimai). Tai yra bakterijų imuninės sistemos komponentas, galintis pjaustyti DNR, kuris buvo pritaikytas kaip genų redagavimo įrankis. Jis veikia kaip tikslios molekulinės žirklės, kurios gali nukirpti tikslinę DNR seką, nukreiptos pagal pritaikomą kreipiančiąją. 

Sistemą sudaro dvi pagrindinės dalys: su CRISPR susijusi (Cas) nukleazė, kuri prisijungia ir nukerpa DNR, ir vedančioji RNR seka (gRNA), kuri nukreipia Cas nukleazę į taikinį. Ji buvo atrasta bakterijų imuninėse sistemose, kur ji nukerpa įsiveržusių virusų, vadinamų bakteriofagais, DNR ir juos išjungia. Atradus molekulinį jos DNR pjaustymo mechanizmą, ji greitai buvo sukurta kaip genomų redagavimo priemonė. 

CRISPR yra svarbus, nes leidžia mokslininkams perrašyti beveik bet kurio organizmo genetinį kodą. Jis yra paprastesnis, pigesnis ir tikslesnis nei ankstesni genų redagavimo metodai. Be to, jis gali būti pritaikomas realiame pasaulyje, įskaitant genetinių ligų gydymą ir sausrai atsparių pasėlių kūrimą.

CRISPR istorija ir atradimas

Šiandien CRISPR gerai žinomas kaip tiksli genų redagavimo priemonė, tačiau prireikė daug metų, kol mokslininkai išsiaiškino, kas tai yra ir kaip išnaudoti jos galimybes. Aptarkime šio genų redagavimo įrankio išradėjus, mokslininkus, kurie pasisakė už šią technologiją, ir šių laimėjimų istoriją.

Kas atrado CRISPR?

CRISPR atrado daktarė Jennifer Doudna (Berklio universiteto Kalifornijos koledžas, nuotraukoje dešinėje) ir daktarė Emmanuelis Charpentier (Makso Planko Patogenų mokslo skyrius, Berlynas, kairėje). Jų novatoriškas straipsnis, atskleidžiantis, kad CRISPR-Cas9 bakterijų imuninę sistemą galima pritaikyti kaip genų redagavimo įrankį, 2012 m. buvo paskelbtas žurnale „Science“. 

Tik 2020 m. – gerokai po to, kai šis metodas buvo pritaikytas viso pasaulio laboratorijose – Doudna ir Charpentier už savo atradimą pelnė Nobelio chemijos premiją, tapdamos pirmąja moterų komanda, kuriai tai pavyko padaryti.

Kiti svarbūs autoriai: Fengas Zhangas iš Masačusetso Masačusetso valstijos Kembridžo (Masačusetso valstija) Masačusetso valstijos MIT ir Harvardo Broad instituto, kuris pirmasis pradėjo naudoti CRISPR eukariotinėse ląstelėse ir atrado naujų Cas variantų, George’as Churchas iš Harvardo medicinos mokyklos Bostone (Masačusetso valstija), kuris vienas pirmųjų pademonstravo šio metodo naudojimą žmogaus ląstelėse, ir biochemikas Virginijus Šikšnys iš Vilniaus universiteto Lietuvoje, kuris nepriklausomai nuo jo atrado CRISPR gebėjimą redaguoti kitų organizmų genus. 

CRISPR istorija

Nors Doudna ir Charpentier pirmieji pritaikė CRISPR-Cas9 kaip genų redagavimo įrankį, istorija siekia šiek tiek toliau nei jų 2012 m. publikacija. 1993 m. Alikantės universiteto (Ispanija) mokslininkas daktaras Fransisco Mojica bakterijų genomuose nustatė pasikartojančius palindrominius DNR segmentus, įsiterpusius tarp kitų genetinės medžiagos fragmentų. Dr. F. Mojico šiuos regionus pavadino CRISPR ir pasiūlė juos laikyti bakterijų imuninės sistemos sudedamąja dalimi. 2007 m. Dr. Philippe’o Horvath’o vadovaujama mokslininkų grupė eksperimentiškai įrodė Mojico teoriją. 

Nuo tada, kai šią universalią genų redagavimo technologiją pritaikė daktaras Doudna ir daktaras Charpentier, ji sparčiai tobulėjo. Ji buvo pritaikyta įvairiems tikslams, įskaitant RNR redagavimą, bazių ir pradmenų redagavimą, gyvą vaizdavimą ir diagnostiką. Ji buvo naudojama įvairių organizmų, įskaitant žmones, DNR redaguoti.

2019 m. pradėti pirmieji CRISPR klinikiniai bandymai, kurių metu iš sergančiųjų pjautuvinių ląstelių liga (PKL) pacientų buvo paimtos ląstelės ir redaguojamos in vitro prieš jas suleidžiant atgal į organizmą – šis metodas vadinamas ląstelių terapija. Po sėkmingų SCD ląstelių terapijos bandymų, 2020 m. CRISPR gydymas pirmą kartą buvo suleistas tiesiogiai žmonėms. Šis metodas vadinamas genų terapija ir buvo naudojamas paveldimam aklumui gydyti.

By admin