ویروس های باکتریوفاژ آلوده به سلول های باکتریایی، ویروس های باکتریایی. از www.shutterstock.com

امروزه جامعه علمی با چشم انداز ژن ویرایش شده برای ایجاد خشمگین است "طراح" انسان. ویرایش ژن ممکن است پیامد بیشتری نسبت به تغییرات اقلیمی باشد و یا حتی پیامدهای انحلال انرژی اتم.

CRISPR یک مخفف برای تکرارهای پیلندرومیک کوتاه به طور منظم میان دو طرفه است. این سیستم ایمنی بدن است که باکتری ها برای محافظت از خود در مقابل عفونت باکتریوفاژ ها - فراوان ترین شکل زندگی در این سیاره است.

کوچکتر از هر نوع زندگی شناخته شده

باکتریوفاها در پاریس توسط کشف شدند فلیکس د ارل در موسسه پاستور در 1917 او یک زیرمجموعه از بیماران را که به طور خودبخودی از دیسنتری رنج می برند مطالعه می کردند. D'Hérelle پیشنهاد کرد که یک ضد میکروب کوچکتر از هر نوع زندگی شناخته شده، باکتری ها را در بیماران آلوده کشته است. او به طور قطعی وجود این فرم زندگی جدید را نشان داد و آنها را باکتریوفاژ نامید: ویروس هایی که به باکتری حمله می کنند.

باکتریوفاژ به شدت مورد مطالعه قرار گرفته است: زیبایی آن با میکروسکوپ الکترونی و ژنوم آن نخستین شکل زندگی توالی بود.

پاسخ به حمله باکتریوفاژ

در 2007، رادولپه بارانگو و فیلیپ هوروات از شرکت تولید مواد غذایی Danisco با Sylvain Moineau از دانشگاه Laval مشغول به همکاری با یک مشکل طولانی مدت در تولید ماست شدند. آنها پرسیدند: چرا باکتری هایی که برای تولید ماست و پنیر حساس به حمله باکتریوفاژ ضروری بودند، و چگونه می توان جلوگیری کرد؟

Barrangou، Horvath و Moineau ساخته شده است کشف شگفت آور این باکتری در واقع یک سیستم ایمنی داشت.

CRISPR: سیستم ایمنی باکتریایی به دست آورد.

{youtube}yW0yA3qoH9A{/youtube}

پس از حمله باکتریوفاژ اولیه، تعداد کمی از باکتری های باقی مانده می تواند DNA از bacteriophages تازه حمله را تشخیص دهد. باکتری های باقی مانده پس از آن یک پاسخ ایمنی منجر به مرگ bacteriophages. باکتری هایی که از حمله فاج جان سالم به در می برند، قطعه DNA باکتریوفاژ را درون ژنوم باکتریایی خود قرار می دهد تا به عنوان حافظه ای از عفونت عمل کند.

هدف و جدی

Barrangou، Horvath و Moineau سپس کشف چگونه باکتریوفاژهای مهاجم حذف شدند. با تشخیص باکتریوفاژ تازه نفوذ، باکتری ها DNA را از باکتریوفاژ مهاجم هدف قرار داده و آن را جداسازی می کنند.

صندوق بازنشستگی Québec: CRISPR-Cas9: L'origine de la découverte | سیلوین موینو.

{youtube}Bz0aN5qEkyw{/youtube}

زیست شناسان جنیفر دوشنبه و امانوئل چارپنتیر بیشتر کشف کردند که "راهنمایی" در سیستم ایمنی باکتریایی تکامل یافته بود. هر باکتریوفاژ که DNA آن با قطعه حافظه به دست آمده از یک عفونت قبلی مرتبط بود، توسط یک ماشین کشف "هدایت شده" شناسایی و جدا شد. با هم، سیستم ایمنی باکتریایی شامل قطعات حافظه DNA باکتریوفاژ و دستگاه پاسخ باکتریایی به عنوان سیستم CRISPR-Cas9 شناخته می شود.

استثمار تجاری از کشف دنبال شد Doudna، Charpentier و دیگران دریافتند که این سیستم زیستی جدید می تواند برای ویرایش ژن ها در هر نوع زندگی مورد سوء استفاده قرار گیرد.

 دانش بوزمان: CRISPR چیست؟

{youtube}MnYppmstxIs{/youtube}

سیستم CRISPR-Cas9 اولین سیستم ویرایش ژن نیست که باید کشف شود. بیوشیمیای دیرین مایکل اسمیت، در حالی که در دانشگاه بریتیش کلمبیا، جایزه نوبل در 1993 برای کشف یک ماده شیمیایی ویرایش ژن با برنامه های کاربردی مربوط به سرطان و سایر بیماری ها دریافت کرد.

UBC Science: میراث دکتر مایکل اسمیت.

{youtube}khYP1dN5nRg{/youtube}

باکتریوفاها به عنوان یک راه حل بالقوه

D'Hérelle مشاهده کرد که همان باکتریوفاژ جدا شده از بیماران مبتلا به دیازنتری را می توان برای محافظت از خرگوش ها از یک عفونت غیرقابل کشنده استفاده کرد. پیش از کشف آنتی بیوتیک ها، کشف D'Hérelle الهام بخش بود سینکلر لوئیس برای داشتن باکتریوفاژ درمانی در انسان در او وجود دارد رول برنده جایزه پولیتزر Arrowsmith.

یکی از بزرگترین مجموعه باکتریوفاژها در سطح جهانی در دانشگاه لووال است. سیلوین مینیو مروج است و این مجموعه به نام فلیکس دولل نامگذاری شده است.

اکنون امیدواریم که درمان باکتریوفاژ ممکن است یک راه حل بالقوه باشد مقاومت آنتی بیوتیکی. با این حال، هر گونه انتظارات از فاژ درمان توسط بهره برداری فعلی از مزایای تجاری از سیستم CRISPR-Cas9.

امروز، عواقب باز کردن جعبه پاندورا بر ماست استفاده از سیستم CRISPR-Cas9 برای تولید انسانهای طراح توسط ژن "ژرمن خط" ویرایش اشیاء برداشت شده انسان باعث ایجاد تغییرات دائمی می شود که از طریق نسل های متوالی ادامه می یابد و ترس از این اقدامات ممکن است قابل مقایسه با پیامدهای جنگ هسته ای و تغییرات اقلیمی.

اما دیگر برنامه های کاربردی بالقوه CRISPR-Cas9، مانند ژن ویرایش بیماری وجود دارد. این به تازگی موفقیت آمیز بوده است دیستروفی عضلانی در سگ ها. با توجه به اسطوره جعبه پاندورا، بدبینی در مورد ویرایش ژن "ژرمن خط" ممکن است با امید به نفع آینده برای بشریت جبران شود.

{youtube}lXmHA-XySmk{/youtube}

درباره نویسنده

جان برگرن، سرپرست Robert Reford استاد و استاد پزشکی در McGill، دانشگاه مک گیل. جان برگرن با قدردانی از کتلین دیکسون به عنوان همکار نویسنده اذعان می کند.

این مقاله از مجله منتشر شده است گفتگو تحت مجوز Creative Commons دفعات بازدید: مقاله.

کتاب های مرتبط

at InnerSelf Market و آمازون