فناوری کریسپر(CRISPR) بخشی از سیستم ایمنی باکتریایی است که می تواند DNA را قطع کند و به عنوان یک ابزار ویرایش ژن مورد استفاده قرار گیرد. این فناوری به عنوان یک جفت قیچی مولکولی دقیق عمل می کند که می تواند یک توالی DNA هدف را که توسط یک راهنمای قابل تنظیم هدایت می شود، برش دهد.
این سیستم از دو بخش کلیدی تشکیل شده است. یک نوکلئاز مرتبط با CRISPR (Cas) که DNA را متصل و قطع می‌کند و یک توالی RNA راهنما (gRNA) که نوکلئاز Cas را به سمت هدف خود هدایت می‌کند. این تکنولوژی در سیستم ایمنی باکتریایی کشف شد، جایی که DNA ویروس های مهاجم به نام باکتریوفاژ را قطع می کند و آنها را از کار می اندازد.
هنگامی که مکانیسم مولکولی برای توانایی شکاف DNA آن کشف شد، به سرعت به عنوان ابزاری برای ویرایش ژنوم توسعه یافت. فناوری کریسپر از این جهت مهم است که به دانشمندان اجازه می‌دهد کد ژنتیکی را در هر موجودی بازنویسی کنند.
CRISPR ساده‌تر، ارزان‌تر و دقیق‌تر از تکنیک‌های ویرایش ژن قبلی است. علاوه بر این، طیف وسیعی از برنامه های کاربردی در دنیای واقعی از جمله درمان بیماری های ژنتیکی و ایجاد محصولات مقاوم در برابر خشکسالی را دارد.
امروزه، فناوری کریسپر به عنوان یک ابزار دقیق ویرایش ژن شناخته شده است، اما سال ها طول کشید تا دانشمندان بفهمند که چه چیزی است و چگونه می توان از پتانسیل آن استفاده کرد. این فناوری توسط دکتر جنیفر دودنا و دکتر امانوئل شارپنتیر کشف شد.
سیستم CRISPR اساس ایمنی تطبیقی در باکتری هاست. این فناوری از نوکلئازهای Cas استفاده می کند که آنزیم هایی هستند که می توانند به یکدیگر متصل شوند و شکاف‌های دو رشته‌ای (DSBs) در DNA ایجاد کنند. هنگامی که یک باکتری توسط یک ویروس آلوده می شود، از یک هسته Cas استفاده می کند تا قطعه ای از DNA ویروسی را که به عنوان protospacer شناخته می شود، جدا کند.
در فناوری کریسپر، این قطعه در ژنوم باکتری با قطعاتی از سایر ویروس هایی که قبلاً سلول را آلوده کرده اند، یک حافظه ایمنی ذخیره می شود. این قطعات فاصله‌دهنده ویروسی بین توالی‌های پالیندرومیک مکرر قرار می‌گیرند و این ترتیب فاصله‌گیرها و تکرارهای پالیندرومیک چیزی است که نام کریسپر را به آن داده است.
هر روزه موفقیت های CRISPR در آینده خود را نشان می دهد. دکتر دودنا و دکتر شارپنتیه مکانیسم مولکولی را آشکار کردند که سیستم طبیعی CRISPR-Cas9 را قادر می سازد تا DNA را برش دهد. اما این سوال مطرح بود که اگر به Cas9 یک توالی RNA راهنمای متفاوت داده شود، آیا می‌توان از فناوری کریسپر برای ایجاد برش در هر مورد دلخواه استفاده کرد.
به عنوان مثال برای موقعیتی در ژنوم یک موجود زنده؟ تئوری آنها درست از آب درآمد و نتایج آن پیشگامانه بود. برای مطالعه جدیدترین فناوری های دنیا، با وب تاز همراه باشید.
تعتبر تقنیه CRISPR جزءًا من نظام المناعه البکتیری الذی یمکنه قطع الحمض النووی واستخدامه کأداه لتحریر الجینات. وتعمل هذه التقنیه کمقص جزیئی دقیق یمکنه قطع تسلسل الحمض النووی المستهدف بواسطه دلیل قابل للضبط.
یتکون هذا النظام من جزأین رئیسیین. نوکلیاز مرتبط بـ CRISPR (Cas) یرتبط بالحمض النووی ویقطعه، وتسلسل الحمض النووی الریبی الموجه (gRNA) الذی یوجه نوکلیاز Cas إلى هدفه. تم اکتشاف هذه التقنیه فی الجهاز المناعی للبکتیریا، حیث تقوم بقطع الحمض النووی للفیروسات الغازیه التی تسمى البکتیریا وتجعلها غیر قابله للعمل.
وبمجرد اکتشاف الآلیه الجزیئیه التی تمکنها من تقسیم الحمض النووی، تم تطویرها بسرعه کأداه لتحریر الجینوم. تعتبر تقنیه CRISPR مهمه لأنها تسمح للعلماء بإعاده کتابه الشفره الجینیه فی أی کائن حی.
تعتبر تقنیه CRISPR أبسط وأرخص وأکثر دقه من تقنیات تحریر الجینات السابقه. علاوه على ذلک، فإن لها مجموعه واسعه من التطبیقات فی العالم الحقیقی، بما فی ذلک علاج الأمراض الوراثیه وإنشاء محاصیل مقاومه للجفاف.
تُعرف تقنیه CRISPR الیوم بأنها أداه دقیقه لتحریر الجینات، ولکن استغرق العلماء سنوات عدیده لفهم ماهیتها وکیفیه تسخیر إمکاناتها. تم اکتشاف هذه التقنیه من قبل الدکتوره جینیفر دودنا والدکتور إیمانویل شاربنتییه.
یشکل نظام CRISPR أساس المناعه التکیفیه فی البکتیریا. تستخدم هذه التقنیه نوکلیازات Cas، وهی إنزیمات یمکنها الارتباط ببعضها البعض وإنشاء فواصل مزدوجه السلسله (DSBs) فی الحمض النووی. عندما تصاب البکتیریا بفیروس، فإنها تستخدم نواه Cas لقطع قطعه من الحمض النووی الفیروسی المعروف باسم البروتوسباسر.
وفی تقنیه کریسبر، یتم تخزین هذه القطعه فی الجینوم البکتیری مع قطع من فیروسات أخرى سبق أن أصابت الخلیه، مما یخلق ذاکره مناعیه. یتم وضع هذه الأجزاء الفاصله الفیروسیه بین تسلسلات متماثله متکرره، وهذا الترتیب من الفواصل والتکرارات المتماثله هو ما یعطی CRISPR اسمها.
تظهر نجاحات CRISPR المستقبلیه یومًا بعد یوم. کشفت الدکتوره دودنا والدکتوره شاربنتیر عن الآلیه الجزیئیه التی تمکن نظام CRISPR-Cas9 الطبیعی من قطع الحمض النووی. لکن السؤال کان ما إذا کان من الممکن استخدام تقنیه CRISPR لإجراء أی قطع مرغوب فیه إذا تم إعطاء Cas9 تسلسل RNA توجیهی مختلف.
على سبیل المثال، لموقع فی جینوم الکائن الحی؟ وتبین أن نظریتهم صحیحه وکانت النتائج رائده. تابعوا موقع وب‌تاز لتتعرفوا على أحدث التقنیات فی العالم.
CRISPR technology ( کریسپر ) is a part of the bacterial immune system that can cut DNA and be used as a gene editing tool. The technology acts as a pair of precise molecular scissors that can cut a target DNA sequence guided by a customizable guide.
The system consists of two key parts: a CRISPR-associated nuclease (Cas) that binds and cuts DNA, and a guide RNA (gRNA) sequence that directs the Cas nuclease to its target. The technology was discovered in the bacterial immune system, where it cuts the DNA of invading viruses called bacteriophages and renders them inoperable.
Once the molecular mechanism for its ability to cleave DNA was discovered, it was quickly developed as a tool for genome editing. CRISPR technology is important because it allows scientists to rewrite the genetic code in any organism.
CRISPR is simpler, cheaper, and more precise than previous gene-editing techniques. It also has a wide range of real-world applications, including treating genetic diseases and creating drought-resistant crops.
Today, CRISPR technology is known as a precision gene editing tool, but it took scientists years to understand what it was and how to harness its potential. The technology was discovered by Dr. Jennifer Doudna and Dr. Emmanuel Charpentier.
The CRISPR system is the basis of adaptive immunity in bacteria. The technology uses Cas nucleases, which are enzymes that can bind to each other and create double-strand breaks (DSBs) in DNA. When a bacterium is infected by a virus, it uses a Cas nuclease to cut out a piece of viral DNA known as a protospacer.
In CRISPR technology, this fragment is stored in the bacterial genome, along with fragments from other viruses that have previously infected the cell, creating an immune memory. These viral spacer fragments are sandwiched between repeated palindromic sequences, and this arrangement of spacers and palindromic repeats is what gives CRISPR its name.
Every day brings new insights into the future of CRISPR. Dr. Doudna and Dr. Charpentier have revealed the molecular mechanism that enables the natural CRISPR-Cas9 system to cut DNA. But the question remains: if Cas9 is given a different guide RNA sequence, can CRISPR technology be used to make any desired cut?
For example, for a position in the genome of a living organism? Their theory turned out to be correct and the results were groundbreaking. Stay tuned to Webtaz to study the latest technologies in the world.