آنچه درباره تکنیک ویرایش ژن نمی‌دانید

تکنیک ویرایش ژن یا همان کریسپِر CRISPR ؛ اکتشاف بزرگ تکنولوژی قرن محسوب می شود که دانشمندان به کمک آن توانستند به ابزار‌های مورد نیاز خود در جهت برش هر گونه مواد ژنتیکی مجهز شوند، اما سوالی که شاید برای هر فردی پیش آید .

تعریف ژن به زبانی ساده

ژن واحد مولکولی وراثت از یک ارگانیسم زنده محسوب می شود که می توان گفت؛ اکثر صفات بیولوژیکی اثر ترکیبی از اقدامات بسیاری از ژن‌ها هستند. آرایش ژنتیکی یک موجود زنده (ترکیب ژن‌های آن)، تعیین‌کنندهٔ مشخصات آن، مانند رنگ چشم‌های یک جانور یا بوی گل یک گیاه است و بیشتر ژن‌ها اطلاعات مربوط به ساخت پروتئین‌ها را در بر دارند و معمولاً در توالی‌های مولکول دی‌ان‌ای ذخیره می‌شوند (مانند واگن‌هایی یک قطار که پشت سر هم هستند).

جالب است بدانید؛ ژن‌های برخی ویروس‌ها به صورت آران‌ای (RNA) ذخیره می‌شود و برای اینکه یک ژن بتواند اثر خود را نمایان سازد باید ابتدا به پروتئین ترجمه شود. ترجمه ژن‌ها با واسطه ماکرومولکول‌های دیگری بنام آران‌ای (RNA) انجام می‌شود و از طرفی وجود واحد ارثی گسسته برای اولین بار توسط گرگور مندل (۱۸۲۲-۱۸۸۴) مطرح شد.

معرفی انواع ژن

ژن‌های خانواده سی‌دی‌ایکس

ژن‌های خانواده ساکس

ژن‌های خانواده پکس

ژن‌های خانواده هاکس

ژن‌های خانواده لف

CRISPR چیست؟

درست در زمانی که دانشمندان تلاش می‌کردند DNA را ویرایش کنند و تقریباً به هیچ موفقیتی دست نمی‌یافتند، کریسپر کل این سناریو را تغییر داد!.دانشمندان با کریسپر به تمام ابزار‌های مناسب مورد نیاز برای برش هر گونه مواد ژنتیکی مجهز شدند و بهترین بخش این است که کریسپر به آن‌ها اجازه می‌دهد تا این قابلیت را آسان‌تر و سریع‌تر از سایر روش‌ها به دست آورند. کریسپر با پروتئین حاوی ویژگی‌های برش پیوسته و سیستم هدف‌گیری بارگیری می‌شود. به بیان ساده، اکتشاف بزرگ تکنولوژی قرن حاضر است.

جالب است بدانید؛ CRISPR (کریسپِر) متشکل است از حروف اول یک عبارت طولانی که فارسی شده آن می‌شود تناوب‌های کوتاهِ پالیندرومی فاصله دارِ منظمِ خوشه ای؛ در واقع، یک جور سیستم ایمنی است که در کد ژنتیکی سلول‌های ما نهفته است.

استرپتوکوکوس پایوژنز و تکنیک CRISPR-Cas۹

این ژن‌ها در توالی‌های کوتاه و فواصل مشخص تناوب می‌یابند و وقتی این سیستم ایمنی، ژنی خارجی را تشخیص می‌دهد (یا در واقع همان ژن ویروسی که سعی دارد DNA خود را وارد DNA سلول میزبان کند)، فضایی بین این تناوب‌ها می‌سازد تا از ویروس در امان بماند. این سیستم که CRISPR-Cas نامیده می‌شود، می‌تواند کد‌های نامناسب واقع شده در این فواصل را هدف قرار داده و آن‌ها را به وسیله آنزیم‌هایی خاص از دل DNA بیرون بکشد.

Cas۹ اولین آنزیمی بود که با استفاده از سیستم CRISPR-Cas کشف شد و همانند یک قیچی ژنتیکی عمل می‌کند. این قیچی، به دانشمندان کمک می‌کند تا DNA را ویرایش کرده و به جای بخش‌های حذف شده، ژن‌های دیگری را بگنجانند.

اما به هر حال، CRISPR-Cas یک نرم افزار نیست و بدن انسان هم مانند کامپیوتر عمل نمی‌کند، به همین دلیل Cas۹ نیازمند کمک است تا به جایگاه درست رفته و قسمت درستی را از DNA قیچی کند. Cas۹ با استفاده از توالی ریبونوکلئیک اسید از پیش طراحی شده‌ای به نام guideRNA یا gRNA، می‌تواند برش دقیق را در ناحیه درست ایجاد کند. gRNA در واقع نقشه عملکردی آنزیم Cas۹ است و به آن می‌گوید که کجا به DNA متصل شده، کجا برش بزند و کجا ژن جدید را قرار دهد.

نبردی میان دو گروه از یک اکتشاف بزرگ

کریسپر اولین بار حدود یک دهه پیش مورد استفاده قرار گرفت، اما حالا یک نبرد دائمی میان دو گروه بزرگ درگیر این اکتشاف بزرگ و نحوه استفاده از Crispr Cas۹ وجود دارد. یک طرف قضیه، جنیفر دودنا از دانشگاه برکلی و همکارش امانوئل کارپنتیر از انستیتو مکس پلانک برلین هستند و در سمت دیگر، فنگ ژنگ و همکارانش در دانشگاه MIT که بیشترین پتنت این فناوری را در اختیار دارد.

هر سه این افراد امسال برای دریافت مشترک جایزه نوبل نامزد شده بودند، اما شانس با آن‌ها یار نبود و گفته می‌شود که شاید سال آینده این سه جایزه نوبل خود را دریافت کنند.

جالب اینجاست که سه دانشمند نام برده با تاسیس شرکت بیوتکنولوژی خودشان، مبارزه علیه سرطان و دیگر بیماری‌ها با ریشه ژنتیکی را آغاز کرده اند اما اینکه چه کسی باید صاحب این فناوری میلیارد و شاید تریلیارد دلاری باشد را هنوز کسی نمی‌داند.

دودنا و کارپنتیر اولین بار طرح خود را سال ۲۰۱۵ در ژورنال Science منتشر کردند و به خاطر پژوهش شان دستاورد Breakthrough Prize را دریافت کردند، ولی با این حال، پتنت اصلی متعلق است به دانشگاه MIT. اگرچه دودنا و کارپنتیر اول از همه پتنت را به ثبت رساندند، اما MIT مبلغ بیشتری پرداخت تا پروسه ثبت آن‌ها زودتر انجام شود و صاحب یکی از بزرگ‌ترین کشفیات تاریخ بشر شود که توسط کمپانی‌ها و انستیتو‌های دیگری پشتیبانی می‌شد.

این نبرد حقوقی همچنان ادامه دارد و تاکنون ده‌ها میلیون دلار بابت حق وکلای طرفین پرداخت شده که احتمالا هم قرار نیست به این زودی‌ها پایانی داشته باشد.

قدرت و مسئولیت پذیری فناوری CRISPR-Cas۹

همانند بسیاری از کشفیات بزرگ علمی بشر، کریسپر هم پرسش‌های اخلاقی بسیاری را به وجود می‌آورد که پاسخ دادن به آن‌ها کار ساده‌ای نیست. در حال حاضر این فناوری خطرات بسیاری دارد. باوجود همه وعده‌هایی که به واسطه تکنیک کریسپر داده شده، این فناوری هنوز کامل و بی نقص نیست و دانشمندان هنوز باید روی آن کار کنند تا به قدری بی خطر باشد که روی انسان کاربرد پیدا کند.

قدرت زیاد؛ مسئولیت پذیری بسیاری را هم با خودش می‌آورد. با این حال، دنیا نمی‌تواند عقب بماند. چینی‌ها همین الان کار روی انسان را آغاز کرده اند و فناوری CRISPR-Cas۹ در حال آزمایش روی انسان است. البته، این جمله بدان معنا نیست که چینی‌ها مسئولیتی در قبال اخلاقیات نمی‌پذیرند.

آزمایش مذکور روی بیماران مبتلا به سرطانی انجام پذیرفته که همه راه‌ها را پیموده اند و حالا تنها امیدشان زنده ماندن به شیوه CRISPR-Cas۹ است؛ و آزمایش مشابهی نیز قرار است در آمریکا انجام شود که البته هنوز تاییدیه سازمان غذا و دارو را دریافت نکرده است.

از فناوری CRISPR-Cas۹ تا کجا می‌توان استفاده کرد؟

برخی می‌گویند که صرفا برای درمان بیماری‌ها و تضعیف آن‌ها مثل سرطان، اما تا به حال به این فکر کرده اید که می‌توانید رنگ پوست و چشم تان را به صورت دائمی تغییر دهید یا کودکانی قوی‌تر و قد بلندتر داشته باشید؟. آیا دستکاری رمز‌های پایه زندگی در سلول تخم و تولد کودکانی کاملا اصلاح شده که نه تنها ناقل بیماری‌های شناخته شده نیستند، بلکه حتی زیباتر و قوی‌تر شده اند ایرادی دارد؟.

‌می‌توانید برای آینده‌ای که در آن احتمالا می‌توانید تمام ویژگی‌های ظاهری فرزندتان را خودتان انتخاب کنید و تقریبا همه بیماری‌های کشنده امروزی ریشه کن شده اند آماده شوید. همین حالا، انواع جراحی‌های پلاستیک و زیبایی ثابت کرده اند که انسان‌ها در ازای بیشترین سرمایه‌ها حاضر به تغییر شکل و ظاهر هستند؛ بنابراین اگر این تغییر ظاهر کاملا طبیعی و به واسطه اصلاح ژن صورت پذیرد، محبوبیت دو چندانی خواهد یافت.

با این حال، اصلاح ژنتیک یک شخص، صرفا باعث تغییر او نخواهد شد. کد‌های ژنتیکی به نسل‌های آینده که از آن شخص پدید می‌آیند منتقل خواهد شد و نسل‌های بعدی نیز خود با افرادی آمیزش خواهند داشت که احتمالا اصلاح ژنتیکی چه روی خودشان و چه روی والدین شان صورت نپذیرفته و پاسخ به این پرسش که ترکیب ژن‌ها در آینده چگونه خواهد شد و اصلاح شدگان ژنتیکی از جامعه ایزوله می‌شوند یا خیر را باید به دست زمان سپرد.

سازمان غذا و داروی آمریکا گفته که دانشمندان فعال در حوزه تولید مواد خوراکی را از انجام فعایت با کریسپر منع نمی‌کند، چون آن‌ها قرار نیست نوترکیبی به وجود آورند یا بخشی جدید به DNA آن ماده خوراکی اضافه کنند و بلکه صرفا یک بخش از DNA را حذف می‌کنند. برای مثال، ژنی که سبب قهوه‌ای شدن قارچ‌ها می‌شود را حذف می‌کنند.

اما در مورد آزمایش روی انسان، مسئله بسیار جدی و حائز اهمیت است و با دستکاری ژن‌های مان، می‌توانیم هر کاری بکنیم و اگر اشتباهی صورت پذیرد، عواقب آن ممکن است غیر قابل جبران باشد اما به هر حال، کریسپر هم درست همانند همه فناوری‌های بزرگ بشر، تازه پدید آمده و نیازمند بهبود‌های فراوان است.

منبع: باشگاه خبرنگاران

منبع: باشگاه خبرنگاران