นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาระบบแก้ไขยีนใหม่ที่สามารถสานยีนทั้งหมดเป็น DNA ของมนุษย์ อยู่มาวันหนึ่งสิ่งนี้อาจนำไปสู่วิธีที่ดีกว่าในการรักษาโรคทางพันธุกรรมที่เกิดจากการกลายพันธุ์หลายครั้ง

จนถึงตอนนี้วิธีการได้รับการทดสอบเฉพาะในเซลล์ของมนุษย์ในห้องปฏิบัติการ อย่างไรก็ตามหากพิสูจน์ได้ว่าปลอดภัยและมีประสิทธิภาพสำหรับผู้ป่วยสามารถให้ทางเลือกสำหรับเครื่องมือแก้ไขยีนที่กำหนดเป้าหมายเฉพาะการพิมพ์ผิดเฉพาะใน DNA แทนที่จะแก้ไขการกลายพันธุ์ของยีนเดี่ยวเทคโนโลยีใหม่จะแนะนำสำเนาการทำงานของยีนในเซลล์มนุษย์

“โรคทางพันธุกรรมเดี่ยวอาจเกิดจากการกลายพันธุ์ที่แตกต่างกันในยีนนี้” Isaac Witteนักศึกษาปริญญาเอกที่ Harvard University และร่วมเป็นผู้นำการศึกษาใหม่ ตัวอย่างเช่นโรคปอดเรื้อรังสามารถกระตุ้นได้ มากกว่า 2,000 การกลายพันธุ์ที่แตกต่างกัน ในยีนที่เฉพาะเจาะจง “ ปฏิบัติต่อมัน [these types of conditions] การใช้การแก้ไขจีโนมมักจะต้องใช้วิธีการกลายพันธุ์เฉพาะหลายวิธี วิตต์บอกกับวิทยาศาสตร์การใช้ชีวิตว่าจากมุมมองด้านกฎระเบียบมันใช้แรงงานมากและเข้มข้นจากมุมมองด้านกฎระเบียบ

อีกกลยุทธ์หนึ่งคือการแนะนำยีนใหม่อย่างสมบูรณ์เพื่อชดเชยยีนที่แตกหัก บรรณาธิการยีนที่อธิบายไว้ในรายงานที่ตีพิมพ์ในไดอารี่ในวันพฤหัสบดี (15 พฤษภาคม) ศาสตร์เปิดใช้งานการแก้ไขประเภทนี้และสามารถแทรกยีนใหม่ที่พบได้โดยตรงใน DNA ของมนุษย์ Witte กล่าวว่าจะต้องใช้เวลามากขึ้นในการลบการแก้ไขยีนใหม่ออกจากห้องปฏิบัติการจากการปฏิบัติทางการแพทย์ แต่“ เรารู้สึกตื่นเต้นมากเกี่ยวกับเรื่องนี้”

ที่เกี่ยวข้อง: CRISPR“ จะให้การรักษาโรคทางพันธุกรรมที่รักษาไม่หาย”

แนะนำวิวัฒนาการของห้องปฏิบัติการ

คลาสสิค CRISPR ระบบมักจะชื่อเล่น “กรรไกรโมเลกุล” เพราะพวกเขาใช้โปรตีนในการแยก DNA ระบบเหล่านี้พบได้ตามธรรมชาติในแบคทีเรียที่ใช้ CRISPR เพื่อป้องกันผู้รุกรานเช่นไวรัส

แกนกลางของตัวแก้ไขยีนใหม่นั้นยืมมาจากแบคทีเรีย แต่ไม่ได้ตัด DNA แต่จะย้าย DNA โฮสต์ส่วนใหญ่จากตำแหน่งหนึ่งไปยังอีกตำแหน่งหนึ่งในลักษณะที่มีเป้าหมายสูง ระบบเหล่านี้ (เรียกว่า transposases ที่เกี่ยวข้องกับ CRISPR (castings)) เป็นที่รู้จัก ตั้งแต่ปี 2560 และทำหน้าที่เป็นกระโดดยีน“เพื่อกระโดดหรือใน DNA จากเซลล์เดียวกันหรือจีโนมที่อาจเข้าสู่เซลล์อื่น ๆ–

การหล่อเป็นสิ่งที่น่าสนใจสำหรับการแก้ไขยีนเพราะแตกต่างจากกรรไกรโมเลกุลพวกเขาไม่ได้แยก DNA และดังนั้นจึงไม่พึ่งพาเครื่องจักรมือถือเพื่อแก้ไข DNA ที่รักษาความแตกแยก กระบวนการซ่อมแซมนี้ทำให้การเพิ่ม DNA ใหม่ให้กับจีโนมที่ยุ่งยากมากส่วนหนึ่งเป็นเพราะมันสามารถแนะนำการกลายพันธุ์ที่ไม่จำเป็น ในทางกลับกันนักแสดงจะหลีกเลี่ยงปัญหานี้

แต่การหล่อและเซลล์ของมนุษย์ที่พบตามธรรมชาติในแบคทีเรียไม่สามารถมีบทบาทได้ดี ในการศึกษาก่อนหน้านี้ ซามูเอลสเติร์นเบิร์กรองศาสตราจารย์ด้านชีวเคมีและชีวฟิสิกส์โมเลกุลที่มหาวิทยาลัยโคลัมเบีย, เพื่อนร่วมงานของบทความใหม่, นักวิจัย นักแสดงที่แสดงลักษณะที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ แล้วก็ พยายามใช้เพื่อแก้ไข DNA ในเซลล์มนุษย์– แต่ระบบพิสูจน์แล้วว่าไม่มีประสิทธิภาพมากโดยใส่ DNA ลงในเซลล์เพียง 0.1% หรือน้อยกว่า Witte กล่าว

ดังนั้น Witte, Sternberg และเพื่อนร่วมงานจึงออกเดินทางเพื่อให้นักแสดงมีประโยชน์มากขึ้นในการบำบัดของมนุษย์ พวกเขามาจาก Pseudocyst ในการศึกษาก่อนหน้านี้แบคทีเรียมีกิจกรรมมากกว่าหนึ่งโหลในเซลล์ของมนุษย์ จากนั้นพวกเขาใช้วิธีการทดลอง ความเร็วที่เรียกว่า เพื่อเพิ่มความเร็วในการพัฒนาของนักแสดงการปรับเปลี่ยนใหม่จะถูกนำเข้าสู่ระบบในแต่ละรอบต่อเนื่อง

ผ่านกระบวนการนี้ทีมพัฒนานักแสดงใหม่ที่สามารถเปลี่ยน DNA ให้มีประสิทธิภาพมากกว่า 200 เท่า

“ ใช้เวลานานกว่า 200 ชั่วโมงซึ่งสอดคล้องกับชีวิตวิวัฒนาการหลายร้อยครั้ง” วิตต์กล่าว กระบวนการเดียวกันนี้จะใช้เวลาหลายปีและเป็นแนวทางในแนวทางการวิวัฒนาการในจานแล็บมากขึ้น

ที่เกี่ยวข้อง: ใหม่ CRISPR เปิดเผยโดยอัลกอริทึม 188

ขั้นตอนต่อไป

วิตต์กล่าวว่าการคัดเลือกนักวิวัฒนาการที่เรียกว่า Awakening รวมถึงการกลายพันธุ์ที่สำคัญ 10 ครั้งที่ทำให้ทำงานได้อย่างถูกต้องในเซลล์มนุษย์ อย่างไรก็ตามในเซลล์มนุษย์บางประเภทระบบทำงานได้ดีกว่าในเซลล์มนุษย์บางประเภทและจำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อทำความเข้าใจว่าทำไมจึงทำสิ่งนี้

ทีมประเมินว่าเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในภูมิภาคจีโนมที่มียีนที่กลายพันธุ์ในโรคบางชนิดเช่น โรคโลหิตจาง Fanconi– Rett Syndrome และ เบนโซเนเรีย– ทีมพบว่าการหลีกเลี่ยงมีบทบาทในเซลล์ที่ได้รับการรักษาประมาณ 12% ถึง 15% Witte ชี้ให้เห็นว่าในขณะที่ประสิทธิภาพของการรักษาโรคทางพันธุกรรมอาจไม่จำเป็น 100%ประสิทธิภาพที่แน่นอนที่จำเป็นในการรักษาโรคที่กำหนดอาจแตกต่างกันไปและต้องมีการวิจัย

ทีมยังทดสอบว่าเป็นวิธีการแก้ไขเซลล์ภูมิคุ้มกัน การบำบัดเซลล์ T Automotive Tการรักษาโรคมะเร็งและพบว่ามีประสิทธิภาพเท่าเทียมกันสำหรับจุดประสงค์นี้ สิ่งนี้นำเสนอแนวคิดของการใช้วิธีการแก้ไขยีนนี้ไม่เพียง แต่ในร่างกายมนุษย์ แต่ยังอยู่ในห้องปฏิบัติการการรักษาด้วยเซลล์ประเภทนี้ยังสามารถทำได้

การวิจัยในอนาคตจะต้องทราบว่าจะดีที่สุดในการจัดหาเซลล์ที่เหมาะสมในร่างกายมนุษย์ “ มีหลายพื้นที่สำหรับการวิจัยเพิ่มเติม” วิตต์กล่าว

แน่นอนการศึกษาเหล่านี้จะต้องมีเงินทุนและในพื้นที่นั้น“ มันเป็นช่วงเวลาที่ยากลำบาก” สถาบันสุขภาพแห่งชาติ (NIH) บางส่วนสนับสนุนการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ใหม่ ตอนนี้กองทุน NIH มี ตัดออกโดยการกวาดบางส่วนมีความเชี่ยวชาญ เลือกออก Ivy League University เหมือนฮาร์วาร์ด “ นี่คือสิ่งที่เรากำลังเผชิญอย่างแข็งขัน” วิตต์กล่าว