ឧបករណ៍ថ្មីមួយសម្រាប់ការរៀបចំហ្សែន
វាគឺជាបច្ចេកទេសដែលអាចបត់បែនបានយ៉ាងខ្លាំងដែលអ្នកស្រាវជ្រាវអាចប្រើដើម្បីផ្លាស់ប្តូរការបញ្ចេញមតិនៃហ្សែនបានយ៉ាងងាយស្រួលដើម្បីយល់ពីមុខងាររបស់ពួកគេ។
តើ CRISPR ពិតជាយ៉ាងម៉េចដែរ?
CRISPR តំណាងឱ្យ Repeats Palindromic ដែលមានរាងជាទូទៅ - ជាប់គ្នា - ដែលជាឈ្មោះដ៏គួរឱ្យភ្ញាក់ផ្អើលសម្រាប់បច្ចេកវិទ្យាដ៏អស្ចារ្យ។ ហេតុអ្វីបានជាឈ្មោះធុញទ្រាន់? វាគឺដោយសារតែនៅពេលដែលពួកគេត្រូវបានគេរកឃើញជាលើកដំបូងនៅចុងទសវត្សឆ្នាំ 1980 នៅក្នុងបាក់តេរីគ្មាននរណាម្នាក់ដឹងពីដំណាក់កាលខ្លីនៃ DNA ដែលត្រូវបានបំបែកដោយលំដាប់ DNA ចៃដន្យនោះទេ។ ពួកគេគ្រាន់តែជាលក្ខណៈពិសេសចម្លែកមួយចំនួននៅក្នុងឌីអិនអេហ្សែននៃបាក់តេរីខ្លះ។
វាត្រូវចំណាយពេលជិត 20 ឆ្នាំរហូតដល់ Jennifer Doudna នៅសាកលវិទ្យាល័យកាលីហ្វ័រញ៉ាបានរកឃើញថាលំដាប់ទាំងនេះផ្គូផ្គងផ្នែកខ្លះនៃ DNA ដែលចម្លងមេរោគ។ ដូចដែលវាបានប្រែក្លាយ, លំដាប់ CRISPR គឺប្រភេទនៃប្រព័ន្ធភាពស៊ាំសម្រាប់បាក់តេរី។
តើវាដំណើរការយ៉ាងដូចម្តេច?
លោក Doudna និងសហការីរបស់លោកគឺលោក Emmanuelle Charpentier បានពន្យល់ថានៅពេលដែលឆ្លងមេរោគដោយបាក់តេរីបាក់តេរីដែលមានបំណែកឌីអេនអេខ្លីទាំងនេះដែលត្រូវគ្នានឹង DNA DNA នឹងប្រើវាដើម្បីបង្កើត RNA ដែលភ្ជាប់ទៅ DNA នៃវីរុសដែលលុកលុយ។
បន្ទាប់មកបំណែកទីពីរនៃ RNA ដែលបានធ្វើពី DNA ចៃដន្យដែលបំបែកការធ្វើ CRISPR បានធ្វើអន្តរកម្មជាមួយប្រូតេអ៊ីនមួយឈ្មោះថា Cas9 ។ ប្រូតេអ៊ីននេះនឹងបំបែក DNA DNA និងធ្វើឱ្យវីរុសអសកម្ម។
ក្រុមអ្នកស្រាវជ្រាវបានដឹងយ៉ាងឆាប់រហ័សថាពួកគេអាចកេងប្រវ័ញ្ចសមត្ថភាព CRISPR នេះដើម្បីកាត់ផ្តាច់លំដាប់ DNA ជាក់លាក់ដើម្បីបំបែកចេញហ្សែន។
ខណៈពេលដែលមានបច្ចេកទេសផ្សេងទៀតដូចជាស្នាមម្រាមដៃម្រាមដៃស័ង្កសីនិង TALENS ដែលអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីកំណត់ទិសដៅនិងកាត់បន្ថយទីតាំងជាក់លាក់នៃឌីអិនអេហ្សែនវិធីទាំងនេះពឹងផ្អែកលើប្រូតេអ៊ីនសំពីងសំពោងដើម្បីកំណត់ទិសដៅទៅនឹងតំបន់ជាក់លាក់នៅក្នុង DNA ។ វាពិបាកក្នុងការរៀបចំនិងអនុវត្តការកែប្រែលើទំហំធំដោយមានហ្សែនជាច្រើនដោយប្រើវិធីសាស្រ្តទាំងនេះ។
តើអ្វីដែលធ្វើឱ្យវាមានប្រយោជន៍?
ប្រព័ន្ធ CRISPR ពឹងផ្អែកលើបំណែកតូចៗពីរនៃ RNA: មួយដែលផ្គូផ្គងនឹងតំបន់អេឌីអិនគោលដៅនិងទីពីរដែលភ្ជាប់ទៅនឹងប្រូតេអ៊ីនមួយឈ្មោះថា Cas9 ។ តាមពិតទៅវាបង្ហាញថាទាំងពីរបំណែក RNA ខ្លីទាំងនេះអាចត្រូវបានបញ្ចូលគ្នាទៅក្នុងម៉ូលេគុល RNA តែមួយដែល ដើរដោយមុខងារពីរដែលទាំងពីរផ្តោតលើលំដាប់ឌីអេនអេជាក់លាក់មួយនិងជ្រើសរើសប្រូតេអ៊ីនបំបែកកោសិកា Cas9 ។ នេះមានន័យថាប្រូតេអ៊ីន Cas9 និងបំណែក RNA ខ្លីមួយដែលមានប្រវែង 85 ត្រូវបានគេត្រូវការដើម្បីកាត់ DNA នៅស្ទើរគ្រប់ទីកន្លែងក្នុងហ្សែន។ វាមានភាពសាមញ្ញក្នុងការណែនាំ DNA ដើម្បីផលិត RNA តែមួយ និងប្រូតេអ៊ីន Cas9 ស្ទើរតែគ្រប់កោសិកាដែលបង្កើត CRISPR ជាទូទៅ។
ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយការកំណត់គោលដៅមិនមានអត្ថប្រយោជន៍តែមួយគត់នៃបច្ចេកវិទ្យា CRISPR លើម្រាមដៃស័ង្កសីនិងសក់ផ្សេងទៀត។ ប្រព័ន្ធ CRISPR ក៏មានប្រសិទ្ធភាពច្រើនជាងវិធីសាស្រ្តផ្សេងទៀត។
ឧទាហរណ៍ក្រុមមួយនៅសកលវិទ្យាល័យ Harvard បានរកឃើញថា CRISPR បានលុបហ្សែនគោលដៅក្នុង 51% -79% នៃករណីហើយចំណែកប្រសិទ្ធភាព TALENS មានតិចជាង 34% ។ ដោយសារប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់នេះក្រុមមួយទៀតអាចប្រើបច្ចេកវិទ្យា CRISPR ដើម្បីផ្តាច់ចេញដោយផ្ទាល់នូវហ្សែនក្នុងកណ្ដុរអំប្រ៊ីយ៉ុងដើម្បីផលិត កណ្តុរ transgenic ក្នុងជំនាន់តែមួយ។ វិធីសាស្រ្តស្តង់ដារតម្រូវឱ្យមានការបង្កាត់ពូជបណ្តុះបណ្តាលដើម្បីទទួលបានការផ្លាស់ប្តូរទាំងក្នុងច្បាប់ចម្លងនៃហ្សែនគោលដៅ។
តើអ្វីផ្សេងទៀតអាចធ្វើបាន?
បន្ថែមពីលើការលុបហ្សែនក្រុមខ្លះបានដឹងថាដោយមានជម្មើសជំនួសមួយចំនួនប្រព័ន្ធនេះអាចត្រូវបានប្រើសម្រាប់ប្រភេទផ្សេងៗទៀតនៃឧបាយកលហ្សែន។ ជាឧទាហរណ៍នៅដើមឆ្នាំ 2013 ក្រុមមួយមកពី MIT បានបង្ហាញថា CRISPR អាចត្រូវបានប្រើដើម្បីបញ្ចូលហ្សែនថ្មីទៅក្នុងហ្សែនជីវម៉ាស់។ មិនយូរប៉ុន្មានក្រោយមកក្រុមមួយនៅ UCSF បានប្រើប្រព័ន្ធកែប្រែដែលហៅថា CRISPRi ដើម្បីទប់ស្កាត់ការបញ្ចេញហ្សែនគោលដៅក្នុងបាក់តេរី។
ថ្មីៗនេះក្រុមមួយនៅសកលវិទ្យាល័យឌុកក៏បានបង្កើតបំរែបំរួលនៃប្រព័ន្ធដើម្បីធ្វើឱ្យហ្សែនសកម្ម។ ក្រុមជាច្រើនក៏កំពុងធ្វើការជាមួយការប្រែប្រួលនៃវិធីសាស្រ្តទាំងនេះដើម្បីពិនិត្យមើលហ្សែនជាច្រើនក្នុងពេលតែមួយដើម្បីរកមើលថាតើមួយណាពាក់ព័ន្ធនឹងការឆ្លើយតបជីវសាស្រ្តផ្សេងៗគ្នា។
ប្រដាប់ក្មេងលេងភ្លឺចាំងនៃវិស្វកម្មហ្សែន
ពិតណាស់មានការរំភើបយ៉ាងខ្លាំងអំពីឧបករណ៍ថ្មីនេះសម្រាប់វិស្វកម្មហ្សែននិងការប្រញាប់ប្រញាល់ដើម្បីអនុវត្តវាសម្រាប់កម្មវិធីជាច្រើន។ ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយនៅតែមានបញ្ហាប្រឈមមួយចំនួនដែលត្រូវដោះស្រាយហើយជាញឹកញាប់មានបច្ចេកវិជ្ជាថ្មីវាត្រូវចំណាយពេលមួយរយៈដើម្បីធ្វើការនៅកន្លែងដែលដែនកំណត់។ ឧទាហរណ៍អ្នកស្រាវជ្រាវនៅសាកលវិទ្យាល័យ Harvard បានរកឃើញថាការផ្ដោតគោលដៅ CRISPR ប្រហែលជាមិនមានភាពច្បាស់លាស់ដូចការគិតដំបូងឡើយ។ ផលប៉ះពាល់ ក្រៅពី CRISPR អាចនាំឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរដោយចៃដន្យនៅពេលផ្លាស់ប្តូរ DNA ។
ទោះបីជាមានបញ្ហាប្រឈមក៏ដោយ CRISPR បានបង្ហាញយ៉ាងច្បាស់នូវសក្តានុពលដ៏ធំធេងក្នុងការជួយសម្រួលដល់ការផ្លាស់ប្តូរហ្សែន DNA ដែលនឹងជួយអ្នកស្រាវជ្រាវឆាប់យល់ពីរបៀបដែលហ្សែនរាប់ពាន់ប្រភេទនៅក្នុងមុខងារហ្សែនរបស់មនុស្ស។ នេះតែឯងមានផលប៉ះពាល់សំខាន់ចំពោះការព្យាបាលជំងឺនិងការធ្វើរោគវិនិច្ឆ័យ។ លើសពីនេះទៀតជាមួយនឹងការអភិវឌ្ឍបន្ថែមបច្ចេកវិទ្យាខ្លួនឯងអាចមានប្រយោជន៍សម្រាប់ប្រភេទថ្នាំព្យាបាលប្រលោមលោក។ វាអាចផ្តល់នូវវិធីសាស្រ្តថ្មីមួយសម្រាប់ ការព្យាបាលហ្សែន ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយភាពជឿនលឿនទាំងនេះគឺជាវិធីមួយ។ សម្រាប់ពេលនេះវាជាការគួរឱ្យរំភើបណាស់ដែលបានមើលការអភិវឌ្ឍន៍យ៉ាងឆាប់រហ័សនៃឧបករណ៍ស្រាវជ្រាវថ្មីនេះហើយគិតអំពីប្រភេទនៃការពិសោធន៍ដែលវាអាចអនុញ្ញាតិ។
(បង្ហោះ: ថ្ងៃទី 30 ខែកញ្ញាឆ្នាំ 2013)