Բառը[Թաքցնել][Ցուցադրում]
Բժշկական գիտությունների ոլորտը տարիների ընթացքում երկրաչափական զարգացում է ապրել։ Բժշկական նոր դեղամիջոցների մշակման առաջընթացից մինչև առողջության մոնիտորինգի սարքերում նանոտեխնոլոգիայի ներդրումը, մենք երկար ճանապարհ ենք անցել որպես տեսակ:
Այդպիսի առաջընթացներից է մարդու ֆիզիկական և ֆիզիոլոգիական առանձնահատկությունները հասկանալու և փոխելու կարողությունը՝ փոխելով նրա գենոմը:
Հոդվածը ընթերցողին ներկայացնում է ներածություն գենետիկայի ոլորտում, անդրադառնում է մարդու գենոմին և գեների խմբագրման և CRISPR տեխնոլոգիայի կիրառություններին:
Մարդու գենոմը
Կենսաբանորեն ասած՝ մարդը բարդ կառուցվածք է, որն ունի մի շարք առանձնահատկություններ։ Այս բնութագրերը, ինչպիսիք են հասակը, մազերի գույնը, աչքերի գույնը, դեմքի հատկությունները և այլն, կարող են որոշվել դրանց ԴՆԹ-ի միջոցով:
ԴՆԹ -
Դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթուն (ԴՆԹ) նյութ է, որը կազմված է հիմնական քիմիական տարրերից (շաքար, ֆոսֆատ և հիմքեր), որոնք կրում են ողջ տեղեկատվությունը կենդանի էակի արտաքին տեսքի և գործունեության մասին:
Կենսաբանները և բժշկական մասնագետները վերծանում են, կարող են վերծանել բոլորին հատուկ տեղեկատվությունը` ուսումնասիրելով ԴՆԹ-ի օրինաչափությունը:
Գեների
Գենը ԴՆԹ-ի հատուկ մասն է, որը ծածկագրում է մեկ սպիտակուցը: Հենց գեների կողմից արտադրվող սպիտակուցներն են կատարում ԴՆԹ-ի գործառույթները։
Գեները գործում են որպես ժառանգականության միավորներ և պատասխանատու են ծնողներից իրենց սերունդներին որոշակի հատկանիշներ փոխանցելու համար:
Օրգանիզմի գեների և գենետիկական նյութի ընդհանուր գումարը կոչվում է նրա գենոմ: Մարդու գենոմի ըմբռնումը գիտնականներին թույլ է տվել նոր ուղիներ մշակել մարդկությանը պատուհասած հազարավոր հիվանդություններ բուժելու, բուժելու կամ նույնիսկ կանխարգելելու համար։
Այստեղից է գալիս գեների խմբագրումը:
Գենային խմբագրում
Գենոմը կամ գեների խմբագրումը տեխնոլոգիաների խումբ է, որը թույլ է տալիս գիտնականներին փոփոխել օրգանիզմի ԴՆԹ-ն: Այս տեխնոլոգիաները հնարավորություն են տալիս ավելացնել, հեռացնել կամ փոխել գենետիկական նյութը գենոմի որոշակի վայրերում:
Ի տարբերություն գենետիկական ինժեներիայի այլ մեթոդների, որոնք պատահականորեն գենետիկ նյութ են մտցնում հյուրընկալող գենոմների մեջ, այս տեխնիկան թիրախավորում է ներդիրները խիստ հատուկ վայրերում:
Ինչպես է դա աշխատում?
Գենային խմբագրումը ներառում է ֆերմենտներ: Ֆերմենտները սպիտակուցներ են, որոնք հնարավորություն են տալիս կամ արագացնում քիմիական գործընթացները: Գենային խմբագրման մեջ օգտագործվող ինժեներական ֆերմենտները կոչվում են նուկլեազ և կարող են կտրել ԴՆԹ-ն:
Նուկլեազները մշակված են մեկ այլ քիմիական նյութով, որը նրանց ուղղորդում է դեպի ԴՆԹ-ի շղթաները, որոնք նրանք պետք է կտրեն: Այս կտրված ԴՆԹ-ի շղթաները կարող են վերածնվել, բայց այս անգամ դրանք սնվում են ցանկալի տեղեկատվությամբ՝ մուտացիայի ենթարկելու համար ցանկալի ԴՆԹ շղթաները:
Նոր շղթաները նշանակում են նոր գեներ և նոր գեներ նշանակում են նոր հատկանիշներ:
Գիտնականները օգտագործում են գեների խմբագրում մարդկանց վրա ազդող տարբեր հիվանդություններ ուսումնասիրելու համար:
Նրանք խմբագրում են կենդանիների գենոմները, ինչպիսիք են մկները և ձկները, և դիտում են, թե ինչպես են այդ փոփոխություններն ազդում նրանց առողջության վրա: Նրանք այնուհետև օգտագործեցին իրենց բացահայտումները՝ կանխատեսելու համար, թե ինչպես կարող են ազդել մարդու գենոմի նմանատիպ փոփոխությունները մարդու առողջության վրա:
Ավելին, գիտնականները մշակում են գենային թերապիա։ Այս բուժումները ներառում են մարդկանց հիվանդությունների կանխարգելում և բուժում՝ օգտագործելով գեների խմբագրում:
CRISPR տեխնոլոգիա
Գենային խմբագրման տեխնոլոգիայի հսկայական առաջընթացը Clustered Regularly Interspersed Short Palindromic Repeats (CRISPR) ներդրումն է:
CRISPR-ը հիմնված է պաշտպանական համակարգի վրա, որը բնականաբար հանդիպում է որոշ բակտերիաների մեջ: Նման բակտերիաների ԴՆԹ-ն պարունակում է բազմաթիվ կարճ պալինդրոմային հաջորդականություններ (բառեր, որոնք նույնն են և՛ առաջ, և՛ հետընթաց, օրինակ՝ RAAR):
Բակտերիաները կպահեն վիրուսների կտորներ, որոնց դեմ պայքարում էին այս պալինդրոմային հաջորդականությունների ներսում:
Ինչպես է դա աշխատում?
CRISPR-ում օգտագործվող ֆերմենտը կոչվում է Cas9: Այս ֆերմենտը կպչում է վարակված պալինդրոմային հաջորդականությանը և կտոր-կտոր անում ԴՆԹ-ը՝ պահպանելով վիրուսի մասին տեղեկություն:
Զինված Cas սպիտակուցը կճանաչի վիրուսային ԴՆԹ-ն և անմիջապես կկործանի այն, եթե բակտերիան նորից վարակվի նույն վիրուսով:
CRISPR-ի կիրառությունները
CRISPR-ը օգտագործվել է տարբեր ձևերով՝ ներառյալ հետազոտությունը, առողջապահությունը, կենդանիների բուծումը, սննդի արտադրությունը, կանաչ վառելիքը և շատ ավելին:
1. Հետազոտություն
CRISPR համակարգերը ներդրվում են կենդանիների գենետիկական խանգարումների վերացման հետ կապված հետազոտություններում և, ամենայն հավանականությամբ, շուտով կկիրառվեն կլինիկայում՝ մարդու աչքի և արյան հիվանդությունները բուժելու համար:
Չինաստանը և Միացյալ Նահանգները հաստատել են երկու կլինիկական փորձարկումներ՝ օգտագործելով CRISPR-Cas9՝ քաղցկեղի թիրախային թերապիայի համար:
Կենսաբժշկական կիրառություններից բացի, այս գործիքներն այժմ օգտագործվում են ուսումնասիրություններում՝ մշակաբույսերի և անասունների բուծումը արագացնելու, նոր հակամանրէային միջոցներ ստեղծելու և հիվանդություն կրող միջատներին գենային շարժիչներով վերահսկելու համար:
2: Առողջապահություն
Գիտնականներին հաջողվել է հակաբիոտիկներին դիմացկուն բակտերիաների ոչնչացման մեթոդներ մշակել՝ CRISPR-Cas9 տեխնոլոգիայով բակտերիասպան վիրուսների (բակտերիոֆագների) գենոմը փոփոխելու միջոցով:
Այս համակարգերը նաև հնարավորություն են տալիս մարդու հիվանդությունների կենդանական մոդելների ստեղծմանը և վարակված բջիջներից ՄԻԱՎ-ի հեռացմանը:
Մարդկային հիվանդության մկնիկի մոդելում CRISPR-ը շտկեց գենետիկական սխալը, ինչի արդյունքում հիվանդ մկների կլինիկական փրկությունը:
3. Կենդանիների բուծում
CRISPR-ը կիրառվել է վաղ սաղմերի վրա՝ գենետիկորեն ձևափոխված օրգանիզմներ ստեղծելու համար, և ներարկվել է լաբորատոր կենդանիների՝ նրանց հյուսվածքներում գեների էական խմբագրման հասնելու համար:
CRISPR-ի վրա հիմնված մոտեցումներն օգտագործվել են կենդանիների գենոմները փոփոխելու համար, այդ թվում՝ մկների, առնետների և այլ ոչ մարդկային պրիմատների: Այս մոտեցումները կարող են կիրառվել արտադրողականությունը, հիվանդությունների դիմադրությունը բարձրացնելու և ընտանի կենդանիների մեջ փնտրվող հատկությունները/հատկանիշներն ակտիվացնելու համար:
Օգտագործելով CRISPR-ը, մենք կարող ենք նույնիսկ ներկայացնել կենդանիների նոր մոդելների սերունդ:
4. Սննդի արտադրություն
CRISPR գեների խմբագրման տեխնոլոգիան կարող է բարելավել մշակաբույսերի բերքատվությունը և որակը. բույսերի երաշտի դիմադրություն, թունաքիմիկատների և միջատասպանների դիմադրություն, սննդամթերքի անվտանգության և անվտանգության բարձրացում:
Այն կարող է նաև օգնել վերացնել հակաբիոտիկների դիմադրությունը, բարելավել արտադրանքի պահպանման ժամկետը և արագացնել բույսերի ընտելացման գործընթացը:
Ավելի որակյալ բույսերը նշանակում են կենդանիների համար ավելի որակյալ կեր՝ դրանով իսկ բարելավելով նրանց առողջությունը: Քանի որ բույսերը և կենդանիները կազմում են մեր սննդի շղթայի հիմքը, մենք կարող ենք ունենալ ավելի լավ սննդի որակ և արտադրանք:
5. Կանաչ վառելիք
Կանաչ վառելիքը վառելիք է, որն արտադրվում է օրգանական աղբյուրներից և էկոլոգիապես մաքուր է:
CRISPR-ը հնարավորություն է տվել ֆոտոտրոպ ջրիմուռներից կրկնակի քանակությամբ բիոդիզել (կանաչ վառելիքի տեսակ) արտադրել:
Այս վառելիքը ստացվում է ջրիմուռներում լիպիդների արտադրությունը կրկնապատկելով՝ օգտագործելով CRISPR՝ գեները շտկելու համար: Լիպիդները այրվող են և հիմնականում կազմում են կենսադիզելը:
Բայց արդյո՞ք գեների խմբագրումը էթիկական է:
Գործողության բնական ընթացքը փոխելը, անշուշտ, կառաջացնի էթիկական մտահոգություններ: Փոխել մարդու գենետիկան՝ օգտագործելով գեների խմբագրման տեխնոլոգիաները, ինչպիսին է CRISPR-ը, միանշանակ աջակցություն չի գտել: Դա պայմանավորված է նրանով, որ ձվի և սերմնաբջիջների գեներում կատարված փոփոխությունները կարող են փոխանցվել ապագա սերունդներին:
Հսկայական բանավեճ կա այն հարցի շուրջ, թե արդյոք այս տեխնոլոգիան պետք է օգտագործվի մարդկային նորմալ հատկությունները (օրինակ՝ ինտելեկտը կամ հասակը) բարձրացնելու համար:
Անվտանգության հետ կապված մտահոգություններ են առաջանում նաև այս տեխնոլոգիան օգտագործելու ժամանակ, քանի որ միշտ կա ոչ նպատակային էֆեկտների (սխալ տեղում խմբագրումներ) և խճանկարային (երբ որոշ բջիջներ կատարում են խմբագրումը, իսկ մյուսները՝ ոչ):
Հիմնվելով էթիկայի և անվտանգության մասին մտահոգությունների վրա՝ վերարտադրողական բջիջների գենոմի խմբագրումը ներկայումս անօրինական է շատ երկրներում:
Եզրափակում
Մարդու գենոմի ըմբռնումը թույլ է տվել մեզ հեղափոխել առողջապահական տեխնոլոգիաները նանոմաշտաբով:
Գենային խմբագրում և CRISPR տեխնոլոգիա, որոնք բեկումնային կիրառություններ են ապահովել հիվանդությունների վերացման և նույնիսկ մարդու թերությունները շտկելու առումով:
Գիտնականները կանխատեսում են, որ այս տեխնոլոգիաները հոմոսափիենսների կատարյալ բնութագրերով հիվանդությունից զերծ սերունդ ստեղծելու բանալին են:
Ի՞նչ տեսակետներ ունեք գեների խմբագրման վերաբերյալ: Տեղեկացրեք մեզ մեկնաբանություններում:
Թողնել գրառում