تعد CRISPR – Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats – إجابة العالم الميكروبي على المناعة التكيفية. لا تنتج البكتيريا الأجسام المضادة عندما تتعرض لممرض وتحتفظ بهذه الأجسام المضادة في الانتظار في حالة مواجهة نفس الممرض مرة أخرى، على النحو الذي نفعله نحن. بدلاً من ذلك، يدمجون بعض الحمض النووي للممرض في جينومهم الخاص ويربطونه بإنزيم يمكن استخدامه للاعتراف بتسلسل الحمض النووي الممرض وقطعه إلى قطع إذا ظهر الممرض مرة أخرى.
تعديل الحمض النووي
حتى الآن، تم تحديد ستة أنواع من أنظمة CRISPR-Cas في الميكروبات المختلفة. على الرغم من اختلافها في التفاصيل، فإن لديها نفس الجاذبية: إنها تسلم البروتينات إلى تسلسل مادة وراثية معينة بدرجة تحديد كانت صعبة تقنيًا ومكلفة وتستغرق وقتًا لتحقيقها. يمكن برمجة أي تسلسل حمض نووي مهم في النظام واستهدافه.
البحث عن إنزيمات جديدة
قام الباحثون في MIT بتطوير أداة جديدة لاكتشاف مجموعات CRISPR المتغيرة وتطبيقها على معلومات جينومية بروكاريوتية تبلغ 8.8 تيرا (10^12) أزواج قواعد. وجد العديد من الأنظمة التي اعتبرت نادرة وظهرت فقط في مجموعة البيانات في السنوات العشر الماضية، مما يؤكد أهمية مواصلة إضافة عينات بيئية كان من الصعب الحصول عليها سابقًا إلى هذه المستودعات البيانات.
النتائج والاستنتاجات
ظهرت بعض النتائج من العمل. أحدها هو أن بعض أنظمة CRISPR المحددة حديثًا تستخدم إنزيمات Cas مع نطاقات لم يسبق رؤيتها من قبل أو تبدو كانها اندماجات مع جينات معروفة. قام العلماء بتوصيف بعض هذه الإنزيمات ووجدوا أن إحداها أكثر تحديدًا من إنزيمات CRISPR المستخدمة حاليًا، وأخرى تقوم بقطع RNA ويقترحون أنها تشكل نوعًا سابعًا تمامًا من نظام CRISPR-Cas.
تم العثور أيضًا على روابط بين إنزيمات بوظائف مختلفة، ليس فقط النوكلياز (الإنزيمات التي تقطع الحمض النووي والرنا)، مع مجموعات CRISPR. قام العلماء بربط قدرة CRISPR المذهلة على استهداف الجينات بواسطة ربطها بأنواع أخرى من الإنزيمات والجزيئات، مثل الأصباغ الفلورية. ولكن الطبيعة وصلت إلى هنا أولاً.
لم يتم العثور فقط على بروتينات جديدة مرتبطة بمجموعات CRISPR، بل تم العثور أيضًا على مجموعات متكررة متباعدة بانتظام لم تكن مرتبطة بأي إنزيمات cas – مشابهة لـ CRISPR ولكن ليست CRISPR. ليسوا متأكدين من وظيفة هذه الأنظمة الموجهة بواسطة RNA ولكنهم يتكهنون بأنها تشارك في الدفاع مثل CRISPR.
استطاع الباحثون العثور على “كتالوج من البروتينات الموجهة بواسطة RNA التي توسع فهمنا لعلم الأحياء وتطور هذه الأنظمة وتوفر نقطة انطلاق لتطوير تقنيات حيوية جديدة”. يبدو أنهم حققوا هدفهم: “تظهر نتائج هذا العمل مرونة وقابلية تنظيمية ووحدية غير مسبوقة لأنظمة CRISPR”، ويختمون بالقول: “هذا يمثل جزءًا صغيرًا فقط من الأنظمة المكتشفة، ولكنه يسلط الضوء على شمولية وإمكانات غير مستغلة لتنوع الحياة على الأرض، وسيكون المرشحون المتبقون مصدرًا للاستكشاف المستقبلي”.
رقم المقالة: 10.1126/science.adi1910
اترك تعليقاً