رسالت پژوهشکده : تلاش جهت ساماندهی پژوهش های زیست فن آوری پزشکی در راستای اولویت کشور
  • پنج شنبه ۲۵ مرداد ۱۳۹۷
  • الخمیس ٥ ذی حجّه ١٤٣٩
  • Thursday, August 16, 2018
صفحه اصلی اخبار دوره‌های آموزشی تحلیل و گزارش علمی اطلاعات عمومی مراکز تحقیقاتی پیوندها درباره ما تماس با ما  
کد مطلب :   1105 تاریخ انتشار: 
شنبه ۴ بهمن ۱۳۹۳
- 11:52 تاریخ آخرین ویرایش :
  1393/11/04
بازدید:   366  
 
کشف روش جدیدی در روشن شدن ژن
کشف روش جدیدی در روشن شدن ژن
محققان با استفاده از یک سیستم ویرایش ژنی که در اصل برای حذف یک ژن خاص توسعه پیدا کرده بود، نشان داده اند که می توانند هر ژنی را که بخواهند در سلول های زنده روشن کنند. انتظار می رود که این یافته ها به محققان کمک کند تا ابزار های بیشتری را برای سرعت بخشیدن به تحقیقات ژنومی مهندسی کنند و فن آوری را به درمان بیماری های ژنتیکی انسان نزدیک تر کنند.

به گزارش پژوهشکده مجازی بیوتکنولوژی پزشکی، محققان MIT با استفاده از یک سیستم ویرایش ژنی که در اصل برای حذف یک ژن خاص توسعه پیدا کرده بود، با اطمینان نشان داده اند که می توانند هر ژن انتخابی را در سلول های زنده روشن کنند.

به گفته Feng Zhang (استاد MIT) این کاربرد جدید سیستم ویرایش ژن CRISPR / Cas9  به دانشمندان اجازه می دهد تا آسان تر عملکرد ژن فرد را تعیین کنند.

این رویکرد به دانشمندان اجازه می دهد که  ژن های دخیل در بیماری های خاص را شناسایی کنند. در مطالعه ای که در 10  دسامبر و در نسخه آنلاین Nature منتشر شد، ژانگ و همکارانش چندین ژن را شناسایی کردند که به سلول های ملانوم کمک می کند تا در برابر داروی سرطان مقاوم باشد.

Silvana Konermann (دانشجوی کارشناسی ارشد در آزمایشگاه ژانگ) و Mark Brigham (دانشجوی فوق دکترا در موسسه McGovern) نویسندگان مقاله هستند.

یک عملکرد جدید برای CRISPR

سیستم CRISPR  متکی بر نوعی ماشین سلولی است که باکتری ها برای دفاع خود در برابر عفونت ویروسی استفاده می کنند.  محققان قبلا این سیستم سلولی را برای ایجاد مجموعه های ویرایش ژن مهار کرده اند، این مجموعه شامل یک آنزیم برشDNA  موسوم بهCas9  است که به یک رشته راهنمای RNA کوتاه که برای اتصال به یک توالی خاص از ژنوم برنامه ریزی شده است، پیوسته است و به Cas9  می گوید که که برش را در کجا انجام دهد.

دانشمندان در دو سال گذشته،Cas9  را به عنوان ابزاری برای خاموش کردن ژن و یا جایگزین کردن آنها با نسخه های مختلف توسعه داده اند. اما ژانگ و همکارانش در مطالعه جدید، سیستم Cas9  را به جای خاموش کردن، برای روشن کردن ژن ها مهندسی کردند.

دانشمندان تلاش کرده اند تا این کار را قبل از استفاده از پروتئین ها (که بطور جداگانه برای هدف قرار دادن DNA در جایگاه ویژه مهندسی شده بودند) انجام دهند. با این حال کار کردن با این پروتئین ها دشوار است. Konermann می گوید: اگر شما از نسل قدیمی تر این ابزار ها استفاده می کردید زمان زیادی طول می کشید، همچنین بسیار هم گران تمام می شد.

همچنین تلاش هایی در روشن کردن ژن ها صورت گرفته است که این تلاش ها با استفاده از CRISPR  و غیر فعال کردن بخشی از آنزیم Cas9  (که DNA  را برش داده و Cas9  را به قطعاتی از پروتئین های موسوم به دمین های فعال متصل می کند) صورت گرفته است. این دمین ها ماشین سلولی لازم را جذب  می کند تا خواندن کپیRNA  از DNA (فرایند شناخته شده با عنوان رونویسی) را شروع کند.

با این حال این تلاش ها نتوانسته است به طور مداوم رونویسی ژن را روشن کنند. ژانگ و همکارانش Osamu Nureki  و Hiroshi Nishimasu در دانشگاه توکیو تصمیم گرفتند که سیستم CRISPR-Cas9  را (بر اساس تجزیه و تحلیلی که آنها در اوایل سال جاری از اتصال Cas9  به راهنمای RNA  و هدف DNA  اش داشتند) پیاده سازی کنند. ژانگ می گوید: ما با دانستن شکل سه بعدی آن می توانیم در مورد چگونگی بهبود سیستم فکر کنیم.

دانشمندان در تلاش قبلی سعی کرده بودند که دمین های فعال سازی را به هر یک از دو انتهای پروتئین Cas9 متصل کنند اما با موفقیت کمی روبرو شدند. تیم MIT  با مطالعات ساختاری خود متوجه شدند که دو حلقه کوچک از راهنمایRNA  از مجموعه Cas9  بیرون زده و می تواند نقاط بهتری را برای اتصال ایجاد کند این مزیت بدلیل آن بود که آنها به دمین های فعال سازی اجازه می دهند تا در بکارگیری ماشین رونویسی انعطاف پذیری بیشتری داشته باشند.

محققان با استفاده از سیستم جدید خود یک دوجین ژن را فعال کردند که دشوار یا غیر ممکن بودن فعال شدن آنها با استفاده از سیستم های قبلی اثبات شده بود. هر ژن حداقل افزایش دو برابری در رونویسی داشت و محققان برای بسیاری از ژن ها ترتیب متعددی از افزایش در فعال سازی را دریافتند.

غربالگری فعال سازی در مقیاس ژنوم

از زمانی که محققان نشان دادند این سیستم در فعال کردن ژن ها موثر است، آنها یک کتابخانه از 70290 راهنمای RNA را ایجاد کرده اند که همه 20000 ژن در ژنوم انسان را مورد هرف قرار می دهد.

آنها این کتابخانه را برای شناسایی ژن هایی که مقاومت به داروی ملانوم (موسوم به PLX-4720) را دارند مورد آزمایش قرار دادند. این دارو در بیمارانی که سلول های ملانوم آنها دارای جهش در ژن BRAF هستند، به خوبی کار می کند، اما سلول های سرطانی که از درمان زنده مانده اند، می توانند به تومورهای جدید رشد کنند.

محققان برای کشف ژن هایی که به مقاوم شدن سلول ها کمک می کنند اجزای CRISPR  را به جمعیت بزرگی از سلول های ملانوم که در آزمایشگاه رشد کرده اند، ارائه کردند. به این صورت که از آنجا که هر سلول راهنماهای RNA  مختلفی را دریافت می کند ژن های مختلفی را مورد هدف قرار می دهد. آنها پس از هدف قرار دادن سلول ها با PLX-4720 چندین ژن را شناسایی کردند که به سلول ها در زنده ماندن کمک می کردند، یعنی همان هایی که قبلا در مقاومت دارویی شناخته شده بودند.

مطالعاتی مانند از این قبیل می تواند به محققان کمک کند تا داروهای ضد سرطان جدیدی را کشف کنند تا از مقاوم شدن تومور ها جلوگیری کند.

شما می توانید از دارو هایی استفاده کنید که به همراه درمان ترکیبی، BRAF جهش یافته را نیز مورد هدف قرار دهد، آنها ژن هایی را هدف قرار می دهد که بقا را برای سلول ها بدنبال دارد. به گفته Konermann ، اگر شما هر دو تای آنها را بطور همزمان مورد هدف قرار دهید به احتمال زیاد می توانید از توسعه مکانیسم های مقاومت در سلول ها (که علیرغم درمان، به رشد ادامه می دهند) جلوگیری کنید.

آزمایشگاه ژانگ همچنین در نظر دارد تا از این روش برای غربالگری ژن هایی (هنگامی که فعال شدند) استفاده کند که می تواند اثرات اوتیسم یا بیماری های عصبی مانند آلزایمر را تصحیح کنید. او همچنین قصد دارد تا معرف های لازم را در دسترس آزمایشگاه های علمی که مایل به استفاده هستند، قرار دهد.

این تحقیقات توسط موسسه ملی بهداشت روان، موسسه ملی اختلالات عصبی و سکته مغزی، Keck، Searle Scholars، Klingenstein، Vallee، بنیاد Simons و Bob Metcalfe حمایت مالی شد.

 

 

منبع:

 

Silvana Konermann, Mark D. Brigham, Alexandro E. Trevino, Julia Joung, Omar O. Abudayyeh, Clea Barcena, Patrick D. Hsu, Naomi Habib, Jonathan S. Gootenberg, Hiroshi Nishimasu, Osamu Nureki, Feng Zhang. Genome-scale transcriptional activation by an engineered CRISPR-Cas9 complex. Nature, 2014; DOI: 10.1038/nature14136

منبع : vimb
نویسنده خبر : مدیر پورتال
کلید واژه
 
اخبار مرتبط
پیشگیری از پیری با درمان چین و چروک سلول ها یافتن ژن های که به تعیین ویژگی های ما کمک می کنند یک باکتری؛ کوچک‌ترین ضبط کننده داده! ارتش آمریکا گیاهان هوشمند می سازد تغییر DNA مسافران مریخ کشف یک گونه جدید مخمر توسط محققان مرکز ملی ذخایر ژنتیکی ایران جعبه سیاه بدن انسان شناسایی یک تنظیم کننده کلیدی در باروری مردان ضرورت مشاوره ژنتیک حذف بیماری وراثتی در نطفه آزمایشگاهی ممکن شد بانک میکروارگانیسم های مرکز ذخایر ژنتیکی دارای اعتبار جهانی شد رشد بافت کبدی مهندسی شده بعد از پیوند به دنبال بهبود تولید سلول های کلیدی دخیل در درمان دیابت درمان دیابت نوع یک با مهندسی جزایر پانکراسی در خارج از بدن کاربرد پلاکت‌های مهندسی شده در جلوگیری از رشد مجدد تومور سرطانی نقش مارکر اپی ژنتیکی RNA کلیدی در سیستم ایمنی شورای ملی منابع ‍ژنتیکی کشور تشکیل می شود دستکاری ژنتیکی برای رهایی از دیابت و چاقی ساخت زیست‌حسگر با دستکاری ژنتیکی مخمر نان درمان ۲ نوزاد مبتلا به سرطان با تغییر ژن
ارسال نظر
لطفا جهت تسهیل ارتباط خود با ما، در هنگام ارسال پیام این نکات را در نظر داشته باشید:
1.ارسال پیام های توهین آمیز به هر شکل و با هر ادبیاتی با اخلاق و منش اسلامی ،ایرانی ما در تناقض است لذا از ارسال اینگونه پیام ها جدا خودداری فرمایید.

2.از تایپ جملات فارسی با حروف انگلیسی خودداری کنید.

3.از ارسال پیام های تکراری که دیگر مخاطبان آن را ارسال کرده اند خودداری کنید.

4.حداکثر کاراکتر مجاز جهت ارسال نظر 1000 کاراکتر می باشد.
نام:
ایمیل:
نظر:
 
کد امنیتی :
تولید مجدد