Mae maes y gwyddorau meddygol wedi esblygu'n esbonyddol dros y blynyddoedd. O ddatblygiadau mewn datblygu cyffuriau meddygol newydd i weithredu nanotechnoleg mewn dyfeisiau monitro iechyd, rydym wedi dod yn bell fel rhywogaeth.
Un datblygiad o'r fath yw'r gallu i ddeall a newid nodweddion ffisegol a ffisiolegol bod dynol trwy newid eu genom!
Mae'r erthygl yn rhoi cyflwyniad i'r darllenydd i faes geneteg, yn mynd dros y genom dynol a chymwysiadau golygu genynnau a thechnoleg CRISPR.
Y Genom Dynol
Yn fiolegol, mae bod dynol yn strwythur cymhleth sydd â nifer o nodweddion. Gellir pennu'r nodweddion hyn, fel uchder, lliw gwallt, lliw llygaid, nodweddion wyneb, ac yn y blaen, gan ddefnyddio eu DNA.
DNA
Mae asid deocsiriboniwcleig (DNA) yn ddeunydd sy'n cynnwys yr elfennau cemegol sylfaenol (siwgr, ffosffad, a basau) sy'n cynnwys yr holl wybodaeth am sut y bydd peth byw yn edrych ac yn gweithredu.
Gall biolegwyr a gweithwyr meddygol proffesiynol ddadgodio'r wybodaeth, sy'n unigryw i bawb, trwy astudio patrwm y DNA.
Genes
Mae genyn yn rhan benodol o DNA sy'n codio ar gyfer un protein. Y proteinau a gynhyrchir gan enynnau sy'n gwneud y gwaith o gyflawni swyddogaethau DNA.
Mae'r genynnau'n gweithio fel unedau etifeddiant ac maent yn gyfrifol am drosglwyddo nodweddion penodol oddi wrth rieni i'w hepil.
Gelwir cyfanswm genynnau a deunydd genetig organeb yn genom. Mae deall y genom dynol wedi caniatáu i wyddonwyr ddatblygu ffyrdd newydd o drin, gwella, neu hyd yn oed atal miloedd o afiechydon sy'n cystuddio dynolryw.
Dyma lle mae golygu genynnau yn dod i mewn.
Golygu Gene
Mae genom neu olygu genynnau yn grŵp o dechnolegau sy'n caniatáu i wyddonwyr newid DNA organeb. Mae'r technolegau hyn yn ei gwneud hi'n bosibl ychwanegu, dileu neu newid deunydd genetig mewn lleoliadau penodol yn y genom.
Yn wahanol i dechnegau peirianneg genetig eraill sy'n mewnosod deunydd genetig ar hap i genomau lletyol, mae'r technegau hyn yn targedu mewnosodiadau mewn lleoliadau hynod benodol.
Sut mae'n gweithio?
Mae golygu genynnau yn cynnwys ensymau. Mae ensymau yn broteinau sy'n galluogi neu'n cyflymu prosesau cemegol. Gelwir yr ensymau peirianneg a ddefnyddir mewn golygu genynnau yn niwcleas a gallant dorri DNA.
Mae niwclear yn cael ei beiriannu gyda chemegyn arall sy'n eu harwain at y llinynnau DNA y mae'n rhaid iddynt eu torri. Gall y llinynnau DNA torri hyn adfywio, ond y tro hwn maent yn cael eu bwydo â'r wybodaeth a ddymunir i dreiglo i'r llinynnau DNA dymunol.
Mae llinynnau newydd yn golygu genynnau newydd ac mae genynnau newydd yn golygu nodweddion newydd.
Mae gwyddonwyr yn defnyddio golygu genynnau i ymchwilio i wahanol glefydau sy'n effeithio ar bobl.
Maen nhw'n golygu genomau anifeiliaid, fel llygod a physgod, ac yn arsylwi sut mae'r newidiadau hyn yn effeithio ar eu hiechyd. Yna defnyddiwyd eu canfyddiadau i ragfynegi sut y gallai newidiadau tebyg mewn genomau dynol effeithio ar iechyd dynol.
Ar ben hynny, mae gwyddonwyr yn datblygu therapi genynnau. Mae'r triniaethau hyn yn cynnwys atal a thrin clefydau mewn bodau dynol gan ddefnyddio golygu genynnau.
Technoleg CRISPR
Datblygiad enfawr mewn technoleg golygu genynnau yw cyflwyno Ailddarllediadau Palindromig Byr wedi'u Clystyrau'n Rheolaidd (CRISPR).
Mae CRISPR yn seiliedig ar system amddiffyn sy'n digwydd yn naturiol mewn rhai bacteria. Mae'r DNA mewn bacteria o'r fath yn cynnwys llawer o ddilyniannau palindromig byr (geiriau sydd yr un peth ymlaen ac yn ôl, fel RAAR).
Byddai'r bacteria yn storio darnau o'r firysau y byddent yn ymladd yn erbyn y tu mewn i'r dilyniannau palindromig hyn.
Sut mae'n gweithio?
Gelwir yr ensym a ddefnyddir yn CRISPR yn Cas9. Mae'r ensym hwn yn glynu wrth y dilyniant palindromig heintiedig ac yn torri'r DNA yn ddarnau, gan gadw gwybodaeth am y firws.
Byddai'r protein Cas arfog yn adnabod y DNA firaol ac yn ei ddinistrio ar unwaith rhag ofn i'r bacteriwm gael ei heintio eto gan yr un firws.
Cymwysiadau CRISPR
Mae CRISPR wedi cael ei ddefnyddio mewn amrywiaeth o ffyrdd gan gynnwys ymchwil, gofal iechyd, bridio anifeiliaid anwes, cynhyrchu bwyd, tanwydd gwyrdd, a llawer mwy.
1. Ymchwil
Mae systemau CRISPR yn cael eu gweithredu mewn astudiaethau sy'n ymwneud â lleddfu anhwylderau genetig mewn anifeiliaid ac maent yn debygol o gael eu defnyddio'n fuan yn y clinig i drin clefydau dynol y llygad a'r gwaed.
Mae Tsieina a'r Unol Daleithiau wedi cymeradwyo dau dreial clinigol gan ddefnyddio CRISPR-Cas9 ar gyfer therapïau canser wedi'u targedu.
Y tu hwnt i gymwysiadau biofeddygol, mae'r offer hyn bellach yn cael eu defnyddio mewn astudiaethau i gyflymu bridio cnydau a da byw, peiriannu gwrthficrobiaid newydd, a rheoli pryfed sy'n cario clefydau â gyriannau genynnau.
2. Gofal Iechyd
Mae gwyddonwyr wedi gallu datblygu dulliau i ddinistrio bacteria sy'n gwrthsefyll gwrthfiotigau trwy addasu genomau firysau sy'n lladd bacteria (bacterioffagau) gyda thechnoleg CRISPR-Cas9.
Mae'r systemau hyn hefyd yn galluogi creu modelau anifeiliaid ar gyfer clefydau dynol a thynnu HIV o gelloedd heintiedig.
Mewn model llygoden o glefyd dynol, cywirodd CRISPR gamgymeriad genetig, gan arwain at achub llygod heintiedig yn glinigol.
3. Bridio Anifeiliaid Anwes
Mae CRISPR wedi'i gymhwyso i embryonau cynnar i greu organebau a addaswyd yn enetig, ac mae wedi'i chwistrellu i mewn i anifeiliaid labordy i gyflawni golygu genynnau sylweddol yn eu meinweoedd.
Defnyddiwyd dulliau sy'n seiliedig ar CRISPR i addasu genomau anifeiliaid gan gynnwys llygod, llygod mawr, ac archesgobion eraill nad ydynt yn ddynol. Gellid defnyddio'r dulliau hyn i wella cynhyrchiant, ymwrthedd i glefydau, ac actifadu nodweddion/nodweddion a geisir mewn anifeiliaid anwes.
Gan ddefnyddio CRISPR, efallai y byddwn hyd yn oed yn gallu cyflwyno cenhedlaeth o fodelau anifeiliaid newydd.
4. Cynhyrchu Bwyd
Gall technoleg golygu genynnau CRISPR wella cynnyrch ac ansawdd cnydau; ymwrthedd i sychder planhigion, ymwrthedd i chwynladdwyr a phryfleiddiaid, gan gynyddu diogelwch a sicrwydd bwyd.
Gall hefyd helpu i gael gwared ar ymwrthedd gwrthfiotig, gwella oes silff y cynnyrch, a chyflymu'r broses o ddofi planhigion.
Mae planhigion o ansawdd gwell yn golygu porthiant o ansawdd gwell i anifeiliaid, gan roi hwb i'w hiechyd. Gan fod planhigion ac anifeiliaid yn sail i'n cadwyn fwyd, gallwn gael gwell ansawdd bwyd a chynhyrchion.
5. Tanwydd Gwyrdd
Mae tanwydd gwyrdd yn danwydd sy'n cael ei gynhyrchu o ffynonellau organig ac sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd.
Mae CRISPR wedi ei gwneud hi'n bosibl cynhyrchu dwywaith cymaint o fiodiesel (math o danwydd gwyrdd) o algâu ffototropig.
Ceir y tanwydd hwn trwy ddyblu cynhyrchiant lipid mewn algâu, gan ddefnyddio CRISPR i newid genynnau. Mae lipidau yn hylosg ac yn eu hanfod yn ffurfio biodiesel.
Ond a yw golygu genynnau yn foesegol?
Mae newid y ffordd naturiol o weithredu yn sicr o wahodd pryderon moesegol. Nid yw newid geneteg ddynol gan ddefnyddio technolegau golygu genynnau, megis CRISPR, wedi dod o hyd i gefnogaeth ddigamsyniol. Mae hyn oherwydd y gallai newidiadau a wneir yng ngenynnau celloedd wyau a sberm gael eu trosglwyddo i genedlaethau'r dyfodol.
Mae dadl enfawr ynghylch a ddylid defnyddio'r dechnoleg hon i wella nodweddion dynol arferol (fel deallusrwydd neu uchder).
Mae pryderon diogelwch hefyd yn codi wrth ddefnyddio'r dechnoleg hon gan fod posibilrwydd bob amser o gael effeithiau oddi ar y targed (golygiadau yn y lle anghywir) a mosaiciaeth (pan fydd rhai celloedd yn cario'r golygiad ond nid yw eraill).
Yn seiliedig ar bryderon am foeseg a diogelwch, mae golygu genomau celloedd atgenhedlu yn anghyfreithlon mewn llawer o wledydd ar hyn o bryd.
Casgliad
Mae deall y genom dynol wedi ein galluogi i chwyldroi technoleg gofal iechyd ar raddfa nano.
Golygu genynnau a thechnoleg CRISPR sydd wedi darparu cymwysiadau arloesol o ran dileu afiechyd a hyd yn oed cywiro amherffeithrwydd dynol.
Mae gwyddonwyr yn rhagweld mai'r technolegau hyn yw'r allwedd i greu cenhedlaeth ddi-glefyd o homo sapiens gyda nodweddion perffaith.
Beth yw eich barn am olygu genynnau? Rhowch wybod i ni yn y sylwadau.
Gadael ymateb