موقع المهندس موقع المهندس بيت كل مهندس أجزاء كريسبر
لو نظرنا الى جهاز المناعة هذا لوجدناه عبارة عن عدة أجزاء.
الجزء الأول (كريسبر ): هو أرشيف لتخزين نسخ من شفرة الحمض النووي للفيروسات و هو ما يسمى بكريسبر و هو عبارة عن سلسلة من الحمض النووي للبكتيريا الأم بداخله الحمض النووي المنسوخ من الفيروسات الغازية و تفصل بين كل نسخه و أخرى مقاطع ثابته من الحمض النوي. و بجوار هذا الجزء جزء اخر يسمى كاس Cas)) (CRISPR-associated proteins) وهي تعني “البروتين المرتبط بكريسبر” و هو جين يصنع انزيم يعمل كمقص .
الجزء الثاني ( أر إن أي الدليل ) : عندما يهجم فيروس على البكتيريا فإنها تقوم بمراجعة أرشيف الفيروسات التي لديها في داخل كريسبر فاذا وجدت نسخة محفوظة لديها لهذا الفيروس فإنها تقوم بتصنيع نسخة من (الأر إن أي )لكي تساعد على التعرف على الفيروس المهاجم ثم تدمره. هذه النسخة ترتبط بنسخة أخرى من الار أن أي من جين اسمه تريسر فيكونان ما يعرف ب سي أر (crRNA). و هو بمثابة دليل و لذلك يطلق عليه أيضا أر أن أي الدليل ( Guide RNA)
الجزء الثالث (كاس) : عندما يتعرف (الأر إن أي الدليل )على الفيروس فانه يلتصق به لان نسخته مطابقه لنسخة الفيروس ،بعدها يبدأ البروتين المرتبط بكريسير ( كاس) بقص الحمض النووي للفيروس و الذي يتسبب بتدميره .
هناك أنواع مختلفة من البروتينات المرتبطة بكريسبر ( كاس) و لكن اشهرها هو ما يعرف بكاس9 Cas9)) و هو نظام المناعة الموجود في بكتيريا تسمى بالستربتوكوكس بيوجنس و هي البكتيريا التي كانت الدكتورة مانويل شاربنتغير مهتمة بدراستها.
كريسيبر كاداه
يمكن الان ان تتضح لك الصورة فأنزيم كاس9 ( Cas9) هو مقص كيميائي لقص للحمض النووي ، وكريسبر هي قطعة من تسلسل الحمض النووي يوجه هذا المقص الكيميائي للمكان الذي يجب ان يتم القص فيه. ولذلك فأي مختص يود ان يجري قص لجزء محدد من الحمض النووي عليه أن يقوم بصنع نسخة مماثله لهذا الجزء بصيغة (الأر أن أي) ويلصق فيها المقص الكيميائي كاس9. ثم يحقنها بداخل الخلية، فتبدأ هذه الاداة بالالتصاق بالمكان المطلوب وقصه! وحاليا يوجد برمجيات بسيطة لتصميم (الأر أن أي) ومن ثم طلبها عبر البريد من مختبرات متخصصة بمبالغ زهيدة وترسل خلال ايام. ويمكن تصميم أي نوع من حمض (الأر أن أي )حسب المكان المراد قصه كان ذلك جين معين او مجموعة من الجينات.
الان الامر المبدع والباهر في هذه التقنية هي إمكانية اصلاح الطفرات والأخطاء الموجودة في الجين او اضافه شيء له بعد عملية القص. ويتم هذا الامر باستغلال جهاز الصيانة الطبيعي والموجود في كل الخلايا. فهذا الجهاز يتولى مهمة إصلاح الاعطاب التي تصيب الحمض النووي. هناك طريقتان مشهورتان للإصلاح وكلاهما موجودة تلقائيا في الخلية:
– الأولى مهمتها إعادة الامر لوضعه السابق بدون أي اصلاح او تعديل.
– والطريقة الثانية بإمكانها الإصلاح بدون تعديل لكن لو اضيف لها نسخة أخرى من الجين او مقطع من الجين فإنها تقوم بأخذ هذه النسخة واستعمالها للإصلاح عن طريق عمل نسخ مشابهه لها و غرزها بداخل الجين فتصبح نسخة جديدة معدله. وتتعرف الخلية على مكان زرع النسخة الجديدة بمقارنتها بالنسخة الموجودة لديها فاذا كان بينها شبه كبير (حتى لو لم يكن متطابق) فإنها تقوم بإدخالها مكان نسختها القديمة. هذه الطريقة للإصلاح هي التي يعول عليها العلماء في اصلاح الطفرات المسببة للأمراض الوراثية، وأيضاً في عمل العديد من التغييرات زرع نسخ جديده في الحمض النووي في الحيوانات او النباتات وغيرها. هذه الأداة سهلة مهمة التعديل الجيني والتي كانت في السابق تحتاج الكثير من التخطيط الهندسي لكيفيه الوصول للجزء المراد تعديله وأيضا تكرار العملية على أكثر من خليه. كذلك الحال في انتاج حيوانات معدله وراثية تحاكي امراض معينه تصيب الانسان لكي يجرى عليها تجارب علاجية. فالعملية كانت تأخذ سنة الى سنتين من التخطيط وأحيانا النتائج غير مرضيه فيحدث ادخال التعديل في مكان خاطئ او لا يتم تعديل كل الخلايا و ما الى ذلك من الصعوبات.
سحبت تقنية كاسبر البساط من تقنيات أخرى للتعديل الجيني تسمى “نوكلييز أصابع الزنك” وأخرى تسمى “تالينت” التي استغرق تطويرها سنوات طويلة. فهذه التقنيات و التي تكلف 5 الاف دولار لكل عمليه تعتمد على تقنية البروتين و ليس على تقنية الحمض النووي (الار أن أي) و هذا هو الفرق! يقول الدكتور سكارنز، عالم الوراثة في معهد ويلكوم في بريطانيا : “أشعر بخيبة الأمل، ولكني أشعر أيضًا بالحماس”. د سكارنز قضى أغلب حياته المهنية كباحث في استخدام تقنية التعديل الجيني التي طرحت في منتصف الثمانينات بتعديل الخلايا الجذعية جينيا في الفئران بطريقة باهضه التكلفة وشاقة.