Анагаахын шинжлэх ухааны салбар олон жилийн туршид асар хурдацтай хөгжиж ирсэн. Эмнэлгийн шинэ эм боловсруулах дэвшлээс эхлээд эрүүл мэндийн хяналтын төхөөрөмжид нанотехнологийг нэвтрүүлэх хүртэл бид төрөл зүйлийн хувьд урт замыг туулсан.
Ийм нэг дэвшил бол хүний геномыг өөрчилснөөр түүний бие махбод, физиологийн онцлогийг ойлгож, өөрчлөх чадвар юм!
Энэхүү нийтлэл нь уншигчдад генетикийн салбарын танилцуулга, хүний геном, генийн засварлах, CRISPR технологийн хэрэглээ зэргийг багтаасан болно.
Хүний геном
Биологийн хувьд хүн бол хэд хэдэн онцлог шинж чанартай нарийн төвөгтэй бүтэц юм. Өндөр, үсний өнгө, нүдний өнгө, нүүрний онцлог гэх мэт эдгээр шинж чанаруудыг ДНХ-ийн тусламжтайгаар тодорхойлж болно.
ДНХ-ийн
Дезоксирибонуклеины хүчил (ДНХ) нь амьд биет хэрхэн харагдах, хэрхэн ажиллах тухай бүх мэдээллийг агуулсан химийн үндсэн элементүүдээс (элсэн чихэр, фосфат, суурь) бүрддэг материал юм.
Биологичид болон эмнэлгийн мэргэжилтнүүд ДНХ-ийн хэв маягийг судалснаар хүн бүрт өвөрмөц мэдээллийг тайлж чаддаг.
Генүүд
Ген нь нэг уургийг кодлодог ДНХ-ийн тодорхой хэсэг юм. Энэ нь ДНХ-ийн үүргийг гүйцэтгэдэг генээр үүсгэгддэг уураг юм.
Ген нь удамшлын нэгж болж ажилладаг бөгөөд эцэг эхээс үр удамд нь тодорхой шинж чанарыг дамжуулах үүрэгтэй.
Организмын ген ба генетикийн материалын нийлбэрийг түүний геном гэж нэрлэдэг. Хүний геномыг ойлгосноор эрдэмтэд хүн төрөлхтнийг зовоож буй олон мянган өвчнийг эмчлэх, эмчлэх, бүр урьдчилан сэргийлэх шинэ аргуудыг боловсруулах боломжийг олгосон.
Эндээс генийн засвар орж ирдэг.
Генийн засварлах
Геном буюу ген засварлах нь эрдэмтэд организмын ДНХ-г өөрчлөх боломжийг олгодог технологийн бүлэг юм. Эдгээр технологи нь геномын тодорхой байршилд генетикийн материалыг нэмэх, устгах, өөрчлөх боломжийг олгодог.
Генийн материалыг хостын геномд санамсаргүй байдлаар оруулдаг бусад генийн инженерчлэлийн аргуудаас ялгаатай нь эдгээр техник нь маш тодорхой байршилд оруулахад чиглэгддэг.
Энэ яаж ажилдаг вэ?
Генийн засвар нь ферментийг агуулдаг. Ферментүүд нь химийн процессыг идэвхжүүлдэг эсвэл хурдасгадаг уураг юм. Ген засварлахад ашигладаг инженерчлэгдсэн ферментүүдийг нуклеаз гэж нэрлэдэг бөгөөд тэдгээр нь ДНХ-г таслах чадвартай.
Нуклеаза нь өөр химийн бодисоор бүтээгдсэн бөгөөд энэ нь тэднийг таслах ёстой ДНХ-ийн хэлхээ рүү чиглүүлдэг. Эдгээр таслагдсан ДНХ-ийн хэлхээ нь нөхөн төлжих боломжтой боловч энэ удаад тэдгээр нь хүссэн мэдээллээр тэжээгдэж, хүссэн ДНХ-ийн хэлхээ болж хувирдаг.
Шинэ хэлхээ гэдэг нь шинэ ген, шинэ ген гэдэг нь шинэ шинж чанар гэсэн үг.
Эрдэмтэд хүмүүст нөлөөлдөг янз бүрийн өвчнийг судлахын тулд генийн засварыг ашигладаг.
Тэд хулгана, загас гэх мэт амьтдын геномыг засварлаж, эдгээр өөрчлөлтүүд тэдний эрүүл мэндэд хэрхэн нөлөөлж байгааг ажигладаг. Дараа нь тэд хүний геном дахь ижил төстэй өөрчлөлтүүд хүний эрүүл мэндэд хэрхэн нөлөөлж болохыг таамаглахад өөрсдийн судалгааны үр дүнд ашигласан.
Цаашилбал, эрдэмтэд генийн эмчилгээг хөгжүүлж байна. Эдгээр эмчилгээ нь генийн засварыг ашиглан хүний өвчнөөс урьдчилан сэргийлэх, эмчлэх явдал юм.
CRISPR технологи
Ген засварлах технологийн томоохон нээлт бол Clustered Regulally Interspersed Short Palindromic Repeats (CRISPR)-ийг нэвтрүүлсэн явдал юм.
CRISPR нь зарим бактериудад байгалийн жамаар үүсдэг хамгаалалтын системд суурилдаг. Ийм нянгийн ДНХ нь олон богино палиндромын дарааллыг (RAAR гэх мэт урагш болон хойшоо ижил үгс) агуулдаг.
Бактери нь эдгээр палиндром дарааллаар тэмцсэн вирусын хэсгүүдийг хадгалдаг.
Энэ яаж ажилдаг вэ?
CRISPR-д ашигладаг ферментийг Cas9 гэж нэрлэдэг. Энэ фермент нь халдвар авсан палиндромын дараалалд наалдаж, ДНХ-г хэсэг болгон хувааж, вирусын талаарх мэдээллийг хадгалдаг.
Зэвсэглэсэн Кас уураг нь вирусын ДНХ-г таньж, нян дахин ижил вирусээр халдварласан тохиолдолд шууд устгадаг.
CRISPR-ийн хэрэглээ
CRISPR-ийг судалгаа, эрүүл мэнд, тэжээвэр амьтдын үржүүлгийн үйлдвэрлэл, хүнсний үйлдвэрлэл, ногоон түлш гэх мэт олон янзаар ашиглаж ирсэн.
1. Судалгаа
CRISPR системийг амьтдын удамшлын эмгэгийг хөнгөвчлөхтэй холбоотой судалгаанд нэвтрүүлж байгаа бөгөөд удахгүй хүний нүд, цусны өвчнийг эмчлэх клиникт ашиглах магадлалтай байна.
Хятад, АНУ хоёр хорт хавдрын эсрэг эмчилгээнд CRISPR-Cas9 ашиглан хоёр эмнэлзүйн туршилт хийхийг зөвшөөрөв.
Эдгээр хэрэгслийг биоанагаахын хэрэглээнээс гадна газар тариалан, мал аж ахуйг хурдасгах, шинэ нянгийн эсрэг бодис бүтээх, генийн хөшүүрэг бүхий өвчин тээгч шавьжтай тэмцэх зэрэг судалгаанд ашиглаж байна.
2. Эрүүл мэндийн
Эрдэмтэд CRISPR-Cas9 технологиор нян устгах вирүсийн (бактериофаг) геномыг өөрчилснөөр антибиотикт тэсвэртэй нянг устгах аргыг боловсруулж чаджээ.
Эдгээр системүүд нь хүний өвчлөлийн амьтны загварыг бий болгож, халдвар авсан эсээс ХДХВ-ийг устгах боломжийг олгодог.
Хүний өвчний хулганын загварт CRISPR генетикийн алдааг засч, өвчтэй хулганыг эмнэлзүйн аргаар аварсан.
3. Гэрийн тэжээвэр амьтдын үржлийн ажил
CRISPR-ийг генийн өөрчлөлттэй организм бий болгохын тулд эрт үр хөврөлд хэрэглэж, эд эсэд нь генийн томоохон засвар хийх зорилгоор лабораторийн амьтдад тарьсан.
CRISPR дээр суурилсан аргуудыг хулгана, харх болон бусад хүн биш приматууд зэрэг амьтдын геномыг өөрчлөхөд ашигласан. Эдгээр аргыг гэрийн тэжээвэр амьтдын бүтээмж, өвчинд тэсвэртэй байдал, хайж буй шинж чанаруудыг идэвхжүүлэхэд ашиглаж болно.
CRISPR-ийг ашигласнаар бид амьтны шинэ загваруудын үеийг нэвтрүүлэх боломжтой.
4. Хүнсний үйлдвэрлэл
CRISPR ген засварлах технологи нь ургацын ургац, чанарыг сайжруулах боломжтой; ургамлын ганд тэсвэртэй, гербицид, шавьж устгах чадвар, хүнсний аюулгүй байдал, аюулгүй байдлыг нэмэгдүүлэх.
Энэ нь мөн антибиотикт тэсвэртэй байдлыг арилгах, бүтээгдэхүүний хадгалах хугацааг сайжруулах, ургамлын гаршуулах үйл явцыг хурдасгахад тусалдаг.
Чанартай ургамал нь малын тэжээлийг сайжруулж, эрүүл мэндийг нь сайжруулдаг гэсэн үг. Ургамал, амьтад нь бидний хүнсний сүлжээний үндэс суурь болдог тул бид илүү сайн хүнсний чанар, бүтээгдэхүүнтэй байх боломжтой.
5. Ногоон түлш
Ногоон түлш нь органик эх үүсвэрээс үйлдвэрлэсэн, байгаль орчинд ээлтэй түлш юм.
CRISPR нь фототропик замагнаас хоёр дахин их хэмжээний биодизель (ногоон түлш) үйлдвэрлэх боломжтой болгосон.
Энэ түлшийг замаг дахь липидийн үйлдвэрлэлийг хоёр дахин нэмэгдүүлж, генийг өөрчлөхийн тулд CRISPR ашиглан гаргаж авдаг. Липидүүд нь шатамхай бөгөөд биодизель түлшийг бүрдүүлдэг.
Гэхдээ ген засварлах нь ёс зүйтэй юу?
Байгалийн үйл ажиллагааны чиглэлийг өөрчлөх нь ёс суртахууны асуудалд хүргэх нь дамжиггүй. CRISPR гэх мэт ген засварлах технологийг ашиглан хүний генетикийг өөрчлөх нь тодорхой дэмжлэгийг олж чадаагүй байна. Учир нь өндөг, эр бэлгийн эсийн генд гарсан өөрчлөлтийг хойч үедээ үлдээх боломжтой.
Энэ технологийг хүний хэвийн зан чанарыг (оюун ухаан, өндөр гэх мэт) сайжруулахад ашиглах эсэх талаар асар их маргаан өрнөж байна.
Зорилтотоос гадуурх нөлөө (буруу газар засварлах) болон мозайкизм (зарим эсэд засвар оруулах боловч бусад нь байхгүй үед) үргэлж байдаг тул энэ технологийг ашиглах үед аюулгүй байдлын асуудал үүсдэг.
Ёс зүй, аюулгүй байдлын талаархи санаа зовоосон асуудалд үндэслэн нөхөн үржихүйн эсийн геномыг засварлах нь одоогоор олон оронд хууль бус байдаг.
Дүгнэлт
Хүний геномыг ойлгох нь эрүүл мэндийн тусламж үйлчилгээний технологийг нано хэмжээстээр өөрчлөх боломжийг бидэнд олгосон.
Ген засварлах, CRISPR технологи нь өвчнийг арилгах, тэр ч байтугай хүний төгс бус байдлыг засахад шинэлэг хэрэглээг бий болгосон.
Эдгээр технологи нь өвчингүй, төгс шинж чанартай хомо сапиенсийн үеийг бий болгох түлхүүр юм гэж эрдэмтэд таамаглаж байна.
Та ген засварлах талаар ямар бодолтой байдаг вэ? Сэтгэгдэл дээр бидэнд мэдэгдээрэй.
хариу үлдээх