|
2.2. CRISPR genini tahrirlash
CRISPR genini tahrirlash (talaffuzi /ˈkrispər/ "krisper") - bu tirik
organizmlarning genomlarini o'zgartirishi mumkin bo'lgan molekulyar
biologiyadagi genetik muhandislik usuli. U bakterial CRISPR-Cas9 virusga qarshi
mudofaa tizimining soddalashtirilgan versiyasiga asoslangan. Sintetik hidoyat
RNK (gRNK) bilan komplekslangan Cas9 nukleazasini hujayra ichiga yuborish
orqali hujayra genomini kerakli joyda kesish mumkin, bu esa mavjud genlarni olib
tashlash va/yoki in vivo jonli ravishda yangilarini kiritish imkonini beradi.
Ushbu texnika biotexnologiya va tibbiyotda juda muhim hisoblanadi, chunki u
genomlarni in vivo jonli ravishda juda yuqori aniqlik, arzon va oson tahrirlash
imkonini beradi. U yangi dori-darmonlar, qishloq xo'jaligi mahsulotlari va genetik
jihatdan o'zgartirilgan organizmlarni yaratishda yoki patogenlar va
zararkunandalarga qarshi kurash vositasi sifatida ishlatilishi mumkin. Shuningdek,
u irsiy genetik kasalliklarni, shuningdek, saraton kabi somatik mutatsiyalardan
kelib chiqadigan kasalliklarni davolashda imkoniyatlarga ega. Biroq, uning inson
germline genetik modifikatsiyasida qo'llanilishi juda ziddiyatli. Texnikaning
rivojlanishi Jennifer Dudna va
Emmanuel Sharpentierga 2020-
yilda kimyo boʻyicha Nobel
mukofotini taqdim etdi. Xuddi shu
kashfiyot uchun Kavli mukofotiga
sazovor boʻlgan uchinchi
tadqiqotchilar guruhi Virjiniyus
17
Shikshnis boshchiligida Nobel mukofoti berilmadi.
Genetik qaychi kabi ishlaydigan Cas9 nukleazasi ikkita usuldan biri bilan
modifikatsiyani kiritish uchun DNKning maqsadli ketma-ketligining ikkala ipini
ochadi. Gomologik yo'naltirilgan tuzatish (HDR) orqali osonlashtirilgan nok-in
mutatsiyalar maqsadli genomik tahrirlash yondashuvlarining an'anaviy yo'lidir. Bu
maqsadli DNK shikastlanishi va ta'mirlanishini kiritish imkonini beradi. HDR
ta'mirlash shablonining vazifasini bajarish uchun ekzogen DNKni birlashtirish
orqali tanaffusni tuzatish uchun shunga o'xshash DNK ketma-ketliklaridan
foydalanadi.[1] Ushbu usul ta'mirlashni boshlash uchun maqsadli joyda DNK
shikastlanishining davriy va alohida paydo bo'lishiga tayanadi. CRISPR-Cas9
tomonidan kelib chiqqan nokaut mutatsiyalari gomologik bo'lmagan uchli birikma
(NHEJ) orqali ikki ipli uzilishni tiklashga olib keladi. NHEJ ko'pincha ta'mirlash
joyida tasodifiy o'chirish yoki qo'shishga olib kelishi mumkin, bu esa gen
funksionalligini buzishi yoki o'zgartirishi mumkin. Shu sababli, CRISPR-Cas9
tomonidan genomik muhandislik tadqiqotchilarga maqsadli tasodifiy gen
buzilishini yaratish qobiliyatini beradi. Shu sababli, genomni tahrirlashning
aniqligi katta tashvish tug'diradi. Genomik tahrirlash genomda qaytarilmas
o'zgarishlarga olib keladi.
1980-yillardan beri eukaryotik hujayralardagi genomni tahrirlash turli usullar
yordamida amalga oshirilgan bo'lsa-da, qo'llaniladigan usullar samarasiz va keng
miqyosda amalga oshirish uchun amaliy emasligi isbotlangan. CRISPR va xususan
Cas9 nukleaza molekulasining kashf etilishi bilan samarali va yuqori selektiv
tahrirlash endi haqiqatga aylandi. Streptococcus pyogenes bakterial turidan olingan
Cas9 eukaryotik hujayralardagi maqsadli genomik modifikatsiyani osonlashtirdi,
bu orqali crRNK va tracrRNA yo'riqnomalari tomonidan belgilangan ma'lum bir
joyda maqsadli uzilishni yaratishning ishonchli usulini yaratishga imkon berdi.[8]
Muayyan lokuslarda nuqta mutatsiyalarini o'chirish yoki qo'zg'atish uchun
tadqiqotchilar Cas9 va shablon RNKni kiritish qulayligi turli eukariotlardagi turli
genlar bilan bog'liq genomik modellar va biologik jarayonlarni tez va samarali
xaritalashda bebaho ahamiyatga ega bo'ldi. Maqsaddan tashqari faollikni sezilarli
18
darajada kamaytiradigan Cas9 yadrosining yangi ishlab chiqilgan variantlari ishlab
chiqildi.
CRISPR-Cas9 genomlarini tahrirlash usullari tibbiyot va qishloq xo'jaligida
ko'plab potentsial ilovalarga ega. Genom tahrirlash uchun CRISPR-Cas9-gRNK
kompleksidan foydalanish AAASning 2015-yilda Yilning eng yaxshi yutuqlari
uchun tanlovi bo‘ldi. CRISPR dan germliyani tahrirlashda, ayniqsa, inson
embrionlarida foydalanish istiqboli haqida ko‘plab bioetik xavotirlar paydo bo‘ldi.
Boshqa usullar
2000-yillarning boshlarida nemis tadqiqotchilari sink barmoq nukleazalarini
(ZFN) ishlab chiqishni boshladilar, ularning DNK bilan bog'lanish domenlari
ma'lum nuqtalarda DNKda ikki zanjirli uzilishlarni yaratishga imkon beradi.
ZFNlar yuqori aniqlik va Cas9 ga qaraganda kichikroq afzalliklarga ega, ammo
ZFNlar CRISPRga asoslangan usullar kabi keng qo'llanilmaydi. 2010 yilda
transkripsiya faollashtiruvchisiga o'xshash effektor nukleazalar (TALENs) deb
ataladigan sintetik nukleazalar DNK zanjiridagi ma'lum bir joyga ikki zanjirli
uzilishni yo'naltirishning osonroq usulini taqdim etdi. Sink barmoq nukleazalari
ham, TALENlar ham har bir maqsadli DNK ketma-ketligi uchun maxsus oqsilni
loyihalash va yaratishni talab qiladi, bu hidoyat RNKlarini loyihalashdan ko'ra
ancha qiyin va vaqt talab qiluvchi jarayondir. CRISPRlarni loyihalash ancha oson,
chunki jarayon faqat qisqa RNK ketma-ketligini sintez qilishni talab qiladi, bu
jarayon boshqa ko'plab molekulyar biologiya texnikalarida (masalan,
oligonukleotid primerlarini yaratish) keng qo'llaniladi.
RNK interferentsiyasi (RNKi) kabi usullar gen funktsiyasini to'liq bostirmasa-da,
CRISPR, ZFN va TALENlar to'liq qaytarilmas gen nokautini ta'minlaydi.CRISPR,
shuningdek, turli xil gRNKlarni kiritish orqali bir vaqtning o'zida bir nechta DNK
saytlarini nishonga olishi mumkin. Bundan tashqari, CRISPRdan foydalanish
xarajatlari nisbatan past.
19
Do'stlaringiz bilan baham: |
