Talaan ng nilalaman[Tago][Ipakita]
Ang larangan ng mga medikal na agham ay umunlad nang husto sa paglipas ng mga taon. Mula sa mga pagsulong sa pagbuo ng mga bagong medikal na gamot hanggang sa pagpapatupad ng nanotechnology sa mga device sa pagsubaybay sa kalusugan, malayo na ang narating natin bilang isang species.
Isa sa gayong pagsulong ay ang kakayahang maunawaan at baguhin ang pisikal at pisyolohikal na katangian ng isang tao sa pamamagitan ng pagbabago ng kanilang genome!
Ang artikulo ay nagbibigay sa mambabasa ng isang panimula sa larangan ng genetika, napupunta sa genome ng tao at ang mga aplikasyon ng pag-edit ng gene at teknolohiya ng CRISPR.
Ang Human Genome
Sa biyolohikal na pagsasalita, ang isang tao ay isang kumplikadong istraktura na may maraming mga katangian. Ang mga katangiang ito, tulad ng taas, kulay ng buhok, kulay ng mata, mga tampok ng mukha, at iba pa, ay maaaring matukoy gamit ang kanilang DNA.
DNA
Ang deoxyribonucleic acid (DNA) ay isang materyal na binubuo ng mga pangunahing elemento ng kemikal (asukal, pospeyt, at mga base) na nagdadala ng lahat ng impormasyon tungkol sa hitsura at paggana ng isang buhay na bagay.
Maaaring i-decode ng mga biologist at medikal na propesyonal ang impormasyon, na natatangi sa lahat, sa pamamagitan ng pag-aaral sa pattern ng DNA.
Genes
Ang gene ay isang partikular na bahagi ng DNA na nagko-code para sa isang protina. Ito ay ang mga protina na ginawa ng mga gene na gumagawa ng gawain ng pagsasagawa ng mga function ng DNA.
Ang mga gene ay gumagana bilang mga yunit ng pagmamana at responsable para sa pagpasa ng mga partikular na katangian mula sa mga magulang sa kanilang mga supling.
Ang kabuuang kabuuan ng mga gene at genetic material ng isang organismo ay tinatawag na genome nito. Ang pag-unawa sa genome ng tao ay nagbigay-daan sa mga siyentipiko na bumuo ng mga bagong paraan upang gamutin, pagalingin, o kahit na maiwasan ang libu-libong sakit na nagpapahirap sa sangkatauhan.
Dito pumapasok ang pag-edit ng gene.
Gene Editing
Ang genome o gene editing ay isang pangkat ng mga teknolohiya na nagpapahintulot sa mga siyentipiko na baguhin ang DNA ng isang organismo. Ginagawang posible ng mga teknolohiyang ito na magdagdag, mag-alis o magbago ng genetic material sa mga partikular na lokasyon sa genome.
Hindi tulad ng iba pang mga pamamaraan ng genetic engineering na random na naglalagay ng genetic material sa mga host genome, ang mga diskarteng ito ay nagta-target ng mga pagpapasok sa mga partikular na lokasyon.
Paano ito gumagana?
Ang pag-edit ng gene ay nagsasangkot ng mga enzyme. Ang mga enzyme ay mga protina na nagpapagana o nagpapabilis ng mga proseso ng kemikal. Ang mga engineered enzymes na ginagamit sa pag-edit ng gene ay tinatawag na nuclease at maaari nilang putulin ang DNA.
Ang nuclease ay ginawa gamit ang isa pang kemikal na gumagabay sa kanila sa mga hibla ng DNA na kailangan nilang putulin. Ang mga cut DNA strands na ito ay maaaring muling buuin, ngunit sa pagkakataong ito ay pinapakain sila ng nais na impormasyon upang mag-mutate sa nais na DNA strands.
Ang mga bagong strand, ay nangangahulugan ng mga bagong gene at ang mga bagong gene ay nangangahulugan ng mga bagong katangian.
Ginagamit ng mga siyentipiko ang pag-edit ng gene upang siyasatin ang iba't ibang sakit na nakakaapekto sa mga tao.
In-edit nila ang mga genome ng mga hayop, tulad ng mga daga at isda, at inoobserbahan kung paano nakakaapekto ang mga pagbabagong ito sa kanilang kalusugan. Pagkatapos ay ginamit nila ang kanilang mga natuklasan upang mahulaan kung paano maaaring makaapekto sa kalusugan ng tao ang mga katulad na pagbabago sa mga genome ng tao.
Higit pa rito, ang mga siyentipiko ay bumubuo ng gene therapy. Kasama sa mga paggamot na ito ang pagpigil at paggamot sa mga sakit sa mga tao gamit ang pag-edit ng gene.
Teknolohiya ng CRISPR
Ang isang malaking tagumpay sa teknolohiya sa pag-edit ng gene ay ang pagpapakilala ng Clustered Regularly Interspersed Short Palindromic Repeats (CRISPR).
Ang CRISPR ay batay sa isang sistema ng pagtatanggol na natural na nangyayari sa ilang bakterya. Ang DNA sa naturang bacteria ay naglalaman ng maraming maiikling palindromic sequence (mga salita na pareho pasulong at paatras, gaya ng RAAR).
Ang bakterya ay mag-iimbak ng mga piraso ng mga virus na kanilang nilabanan sa loob ng palindromic sequence na ito.
Paano ito gumagana?
Ang enzyme na ginagamit sa CRISPR ay tinatawag na Cas9. Ang enzyme na ito ay nakakabit sa sarili sa infected na palindromic sequence at pinuputol ang DNA sa mga piraso, na nagpapanatili ng impormasyon tungkol sa virus.
Makikilala ng armadong protina ng Cas ang viral DNA at agad itong sirain kung sakaling ang bacterium ay nahawahan muli ng parehong virus.
Mga aplikasyon ng CRISPR
Ginamit ang CRISPR sa iba't ibang paraan kabilang ang pananaliksik, pangangalagang pangkalusugan, pagpaparami ng alagang hayop, produksyon ng pagkain, berdeng gasolina, at marami pa.
1. Pananaliksik
Ang mga sistema ng CRISPR ay ipinapatupad sa mga pag-aaral na may kaugnayan sa pagpapagaan ng mga genetic disorder sa mga hayop at malamang na magamit sa lalong madaling panahon sa klinika upang gamutin ang mga sakit ng tao sa mata at dugo.
Inaprubahan ng China at United States ang dalawang klinikal na pagsubok gamit ang CRISPR-Cas9 para sa mga target na therapy sa cancer.
Higit pa sa mga biomedical application, ang mga tool na ito ay ginagamit na ngayon sa mga pag-aaral upang pabilisin ang pag-aanak ng pananim at hayop, inhinyero ang mga bagong antimicrobial, at kontrolin ang mga insektong nagdadala ng sakit na may mga gene drive.
2. Pangangalaga sa Kalusugan
Ang mga siyentipiko ay nakabuo ng mga pamamaraan upang sirain ang antibiotic-resistant bacteria sa pamamagitan ng pagbabago sa mga genome ng bacteria-killing viruses (bacteriophage) gamit ang CRISPR-Cas9 na teknolohiya.
Ang mga sistemang ito ay nagbibigay-daan din sa paglikha ng mga modelo ng hayop para sa sakit ng tao at ang pag-alis ng HIV mula sa mga nahawaang selula.
Sa isang modelo ng mouse ng sakit ng tao, itinama ng CRISPR ang isang genetic error, na nagresulta sa klinikal na pagliligtas ng mga may sakit na daga.
3. Pag-aanak ng Alaga
Ang CRISPR ay inilapat sa mga maagang embryo upang lumikha ng mga genetically modified na organismo, at na-injected sa mga hayop sa laboratoryo upang makamit ang malaking pag-edit ng gene sa kanilang mga tisyu.
Ginamit ang mga diskarte batay sa CRISPR upang baguhin ang mga genome ng mga hayop kabilang ang mga daga, daga, at iba pang primate na hindi tao. Ang mga pamamaraang ito ay maaaring gamitin upang mapahusay ang pagiging produktibo, paglaban sa sakit, at i-activate ang mga hinahanap na katangian/tampok sa mga alagang hayop.
Gamit ang CRISPR, maaari pa nga tayong magpakilala ng isang henerasyon ng mga nobelang modelo ng hayop.
4. Produksyon ng Pagkain
Ang teknolohiya sa pag-edit ng gene ng CRISPR ay maaaring mapabuti ang mga ani at kalidad ng pananim; paglaban sa tagtuyot ng halaman, paglaban sa herbicide at insecticide, pagtaas ng kaligtasan at seguridad sa pagkain.
Makakatulong din ito sa pag-alis ng resistensya sa antibiotic, pagbutihin ang buhay ng istante ng produkto, at pabilisin ang proseso ng domestication ng halaman.
Ang mas mahusay na kalidad ng mga halaman ay nangangahulugan ng mas mahusay na kalidad ng kumpay para sa mga hayop, kaya nagpapalakas ng kanilang kalusugan. Dahil ang mga halaman at hayop ang bumubuo sa batayan ng ating food chain, maaari tayong magkaroon ng mas magandang kalidad ng pagkain at mga produkto.
5. Green na Panggatong
Ang berdeng panggatong ay panggatong na ginawa mula sa mga organikong pinagmumulan at pangkalikasan.
Ginawang posible ng CRISPR na makagawa ng dobleng dami ng biodiesel (isang anyo ng berdeng gasolina) mula sa phototropic algae.
Ang gasolina na ito ay nakukuha sa pamamagitan ng pagdodoble ng produksyon ng lipid sa algae, gamit ang CRISPR upang mag-tweak ng mga gene. Ang mga lipid ay nasusunog at mahalagang bumubuo sa biodiesel.
Ngunit etikal ba ang pag-edit ng gene?
Ang pagbabago sa natural na paraan ng pagkilos ay siguradong mag-aanyaya ng mga alalahaning etikal. Baguhin ang genetic ng tao gamit ang mga teknolohiya sa pag-edit ng gene, gaya ng CRISPR, ay hindi nakahanap ng malinaw na suporta. Ito ay dahil ang mga pagbabagong ginawa sa mga gene ng mga selula ng itlog at tamud ay maaaring maipasa sa mga susunod na henerasyon.
Mayroong malaking debate sa kung ang teknolohiyang ito ay dapat gamitin upang pahusayin ang mga normal na katangian ng tao (tulad ng katalinuhan o taas).
Bumangon din ang mga alalahanin sa kaligtasan habang ginagamit ang teknolohiyang ito dahil palaging may posibilidad na magkaroon ng mga di-target na epekto (mga pag-edit sa maling lugar) at mosaicism (kapag ang ilang mga cell ay nagdadala ng pag-edit ngunit ang iba ay hindi).
Batay sa mga alalahanin tungkol sa etika at kaligtasan, ang pag-edit ng genome ng mga reproductive cell ay kasalukuyang ilegal sa maraming bansa.
Konklusyon
Ang pag-unawa sa genome ng tao ay nagbigay-daan sa amin na baguhin ang teknolohiya sa pangangalagang pangkalusugan sa isang nanoscale.
Gene editing at CRISPR technology na nagbigay ng mga groundbreaking application sa mga tuntunin ng pagpuksa sa sakit at kahit na pagwawasto ng mga imperpeksyon ng tao.
Hinuhulaan ng mga siyentipiko na ang mga teknolohiyang ito ang susi sa paglikha ng isang walang sakit na henerasyon ng mga homo sapiens na may perpektong katangian.
Ano ang iyong mga pananaw sa pag-edit ng gene? Ipaalam sa amin sa mga komento.
Mag-iwan ng Sagot