سبق علمي جديد في فهمنا لكيفية “تعديل” الإنزيمات للحمض النووي، ممهدًا الطريق لعلاج الأمراض الوراثية
قام فريق دولي من العلماء بخطوة هامة نحو فهم عملية تأثير الأنزيمات في “تعديل” الجينات، مما يمهد الطريق نحو تصحيح الأمراض وراثية المنشأ في المرضى.
قام باحثون في جامعات برستول و مونستر و معهد التكنولوجيا الحيوية في ليتوانيا بمراقبة العملية التي تقوم بها فئة من الأنزيمات تُدعى ” CRISPR” بربط و تغيير بنية الحمض النووي.
تمّ نشر نتائج هذه الدراسة في ” National Academy of Sciences – أكاديمية العلوم الوطنية”، هذه النتائج توفر قطعة هامة وحيوية من الأحجية المتعلقة بما إذا كانت هذه الأنزيمات (أدوات تعديل الجينات) سيتم استخدامها في نهاية المطاف لتصحيح الأمراض الوراثية البشرية.
تمّ اكتشاف أنزيمات “CRISPR” لأول مرة في عام 1980 في نوع من البكتيريا حيث كانت تستخدمها هذه البكتيريا كنظام دفاع مناعي ضد غزو الفيروسات. أظهر العلماء مؤخراً أن نوعاً واحداً من أنزيم ” CRISPR” يُدعى ” Cas9″ ممكن استخدامه لتعديل الجينوم البشري – مجموعة كاملة من المعلومات الجينية البشرية.
صُمّمت هذه الأنزيمات لإستهداف مجموعة وحيدة من الأحرف ضمن قاعدة تتألف من ثلاثة مليارات زوج من جزيئات الحمض النووي. هذا يشبه تصحيح أحرف كلمة واحدة ضمن موسوعة تتألف من 23 مجلّد! الأمر يشبه البحث عن إبرة في كومة قش، لذا تقوم أنزيمات ” CRISPR” باستخدام جزيئ من الحمض النووي الريبي RNA – وهو حمض نووي تشبه بنيته بنيه الحمض النووي DNA. تطلب عملية الإستهداف أن تقوم أنزيمات ” CRISPR” بتمزيق خيوط الحمض النووي DNA و إدخال الحمض النووي الريبي RNA لتشكيل هيكل ذو تسلسل محدد يُدعى “R-loop— حلقة – R”.
اختبر الفريق العالمي نموذج الـ “R-loop” باستخدام مجهر معدل خصيصاً بحيث يتم فيه مط أو تمديد جزيئات الحمض النووي DNA باستخدام حقل مغناطيسي. من خلال تغيير قوة إلتواء الحمض النووي DNA استطاع الباحثون ملاحظة كيفية تشكّل “R-loop” باستخدام إنزيمات ” CRISPR” معيّنة. هذه الدراسة سمحت لهم بالكشف عن الخطوات الغير معروفة من قبل في هذه العمليّة و بالتحقق أكثر عن تأثير التسلسل في قواعد الحمض النووي DNA.
يقول البروفسور ” Mark Szczelkun” من جامعة بريستول للكيمياء الحيوية: “إن التحدي الهام في عملية استخدام أدوات تعديل الجينات المثيرة هذه هو أن نحدد موقعاً واحداً مؤكداً من الجينوم ليتم استهدافه”.
“الفحوصات التي أجريناها على جزيئات مفردة قد أدت على فهم أكبر لتأثير تسلسل الحمض النووي DNA على عملية تشكيل ال “R-loop”. في المستقبل سيساعدنا هذا في إعادة هندسة أنزيمات ” CRISPR” بشكل عقلاني لزيادة دقتها و تقليل من تأثيرات الخطأ في إستهداف مجموعة الأحرف في DNA . سيكون أمراً حيويّاً إذا ما استطعنا استخدام هذه الأدوات لتصحيح الأمراض الوراثية لدى المرضى.”
