شاربنتييه و دودنا الفوز بجائزة نوبل ل CRISPR / Cas9 تكنولوجيا هندسة الحمض النووي، ما هو ولماذا هو مثير للجدل؟

جاكرتا - فاز إيمانويل شاربنتييه وجنيفر أ.دودنا بجائزة نوبل في الكيمياء لعام 2020. وكلاهما من الشخصيات وراء إنشاء تقنية CRISPR / Cas9 ، وهي أكثر تقنيات تعديل الجينات تقدمًا اليوم. ما هو كريسبر ولماذا هذا الاكتشاف مثير للجدل؟

شاربينتييه عالم من وحدة ماكس بلانك متخصص في علم مسببات الأمراض ، برلين ، ألمانيا. في هذه الأثناء ، تأتي Doudna من جامعة كاليفورنيا ، بيركلي ، الولايات المتحدة (الولايات المتحدة). إن تقنية CRISPR / Cas9 أو المعروفة أيضًا باسم مقص رمز الحياة (DNA) هي تقنية تسمح للعلماء بتحويل الحمض النووي ، سواء في الحيوانات أو النباتات أو الكائنات الحية الدقيقة الأخرى بدقة عالية جدًا. ليس فقط هذا. يمكن أيضًا تنفيذ العملية الهندسية في وقت قصير نسبيًا ، في غضون أسابيع.

الحمض النووي هو أحد أكبر الألغاز والتحديات التي تواجه العلم. إذا تم تشبيهه ، فإن الحمض النووي هو دليل حياة الكون. وتعمل CRISPR / Cas9 في منتصف ذلك ، مما يساعد على استهداف مناطق داخل المادة الوراثية. وبهذه الطريقة يكون العلماء قادرين على تغيير وتعطيل جينات معينة أو إدخال مادة وراثية جديدة في المناطق المعينة.

Cas9 هو بروتين معدل ويعمل كمقص يمكنه قطع أجزاء من خيوط الحمض النووي. وتقف CRISPR على التكرارات العنقودية القصيرة المتناوبة بانتظام ، مما يعني أن تسلسل الحمض النووي يتكرر في الجينوم.

قال أندرو هولاند ، الأستاذ المساعد في قسم البيولوجيا الجزيئية وعلم الوراثة في كلية الطب بجامعة جونز هوبكنز ، نقلاً عن شبكة CNN ، الخميس 8 أكتوبر: "أظهر دودنا وشاربنتير أن كريسبر يعمل كمقص يمكن استهدافه لقطع تسلسل DNA معين".

وأضاف: "بمجرد إجراء التخفيضات ، من الممكن تغيير رمز الحمض النووي. وهذا يسمح للعلماء بتعديل رمز الحمض النووي من خلال استهدافه حتى يتمكنوا من فهم الأمراض الوراثية ومعالجتها".

تم تنفيذ CRISPR / Cas9 لأول مرة في عام 2016. وحتى الآن ، تم تنفيذ CRISPR / Cas9 على جميع الكائنات الحية تقريبًا ، بما في ذلك النباتات والحيوانات والميكروبات وحتى البشر. يفتح اكتشاف مقصات الحمض النووي هذه فرصًا للعديد من الابتكارات في علاج الأمراض الوراثية. في السرطان ، على سبيل المثال. يجعل مقص الحمض النووي علاجات السرطان الجديدة ممكنة.

قال شاربنتييه ، في مقابلة أجرتها شبكة سي إن إن 2016 منذ عام 2016: "ما يفعله النظام هو أنه يمكنه التعرف على جينات معينة معينة وإصلاح الطفرات. يمكننا عمل نسخ لصق أو بعض التغييرات ، مثل تغيير النص. يمكن للنظام تغيير الجينوم وتغيير خصائص الجينات".

بصرف النظر عن الطب السريري ، فإن تقنية CRISPR / Cas9 قادرة أيضًا على توفير العديد من الابتكارات في الزراعة. يمكن استخدام كريسبر / كاس 9 لزراعة الأرز المحتوي على معادن ثقيلة ، والتي من المحتمل أن تكون سامة في المستويات المنخفضة. يمكن أن تساعد تقنية CRISPR / Cas9 أيضًا في إنشاء المزيد من الثروة الحيوانية المكررة ، والتي تعتبر في Charpentier "مرغوبة أكثر".

عرض هذا المنشور على Instagram

بعد فترة وجيزة من نشر الحائزان على جائزة الكيمياء لهذا العام إيمانويل شاربنتير وجنيفر دودنا اكتشافهما الذي صنع حقبة للمقص الجيني CRISPR / Cas9 في عام 2012 ، أظهرت العديد من المجموعات البحثية أنه يمكن استخدام هذه الأداة لتعديل الجينوم في الخلايا من الفئران والبشر ، مما أدى إلى لتطوير المتفجرات. في السابق ، كان تغيير الجينات في الخلية أو النبات أو الكائن الحي يستغرق وقتًا طويلاً وأحيانًا مستحيل. باستخدام المقص الجيني ، يمكن للباحثين - من حيث المبدأ - إجراء تخفيضات في أي جينوم يرغبون فيه. بعد ذلك ، من السهل استخدام الأنظمة الطبيعية للخلية لإصلاح الحمض النووي بحيث يعيدون كتابة رمز الحياة. مُنحت جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2020 إلى إيمانويل شاربينتير وجينيفر أ.دودنا "لتطوير طريقة لتحرير الجينوم". انظر الرابط في السيرة الذاتية لمزيد من المعلومات. الصورة: © Johan Jarnestad / الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم #NobelPrize #NobelLaureate # علوم # كيمياء # علم الوراثة

تم نشر مشاركة بواسطة جائزة نوبل (nobelprize_org) في 7 أكتوبر 2020 الساعة 4:30 صباحًا بتوقيت المحيط الهادئ

تم إجراء تجربة CRISPR / Cas9 من قبل الولايات المتحدة. استخدم العلماء التكنولوجيا التجريبية لعلاج عشرات المرضى الذين يعانون من مرض فقر الدم المنجلي أو اضطرابات الدم الوراثية. يقول العلماء إن التكنولوجيا لديها القدرة على تصحيح ما يصل إلى 89 بالمائة من العيوب الجينية.

قالت جيسيكا داونز ، نائبة رئيس قسم بيولوجيا السرطان في معهد أبحاث السرطان في المملكة المتحدة ، لمركز ساينس ميديا في لندن: "ليس من المبالغة القول إن التكنولوجيا التي ظهرت من اكتشافات دودنا وشاربنتييه أحدثت ثورة في هذا المجال (الطب السريري)".

وأضاف: "نحن نعتمد تقنية CRISPR / Cas9 في مختبرنا للتحقيق في التغيرات الجزيئية التي تؤدي إلى تطور السرطان. لقد غيّر هذا ما يمكننا تحقيقه ، ولكن هناك أيضًا إمكانات كبيرة لاستخدام هذه التكنولوجيا في العيادة".

نظرًا لإمكانيات الابتكار العديدة ، فإن تقنية CRISPR / Cas9 مليئة بالجدل أيضًا. قصة العالم الصيني هي جيانكوي ، على سبيل المثال. في عام 2018 ، خلق أول طفل تمت هندسة جيناته. وحكم على العالم بالسجن عام 2019 ، بالسجن ثلاث سنوات. ما فعله العلماء الصينيون بالصدمة ، تسبب في الرعب ، وأثار نقاشا أخلاقيا في المجتمع العلمي العالمي.

في ذلك الوقت ، "خلق" فتيات توأم مع حمض نووي تم تعديله ليصبح مقاومًا لفيروس نقص المناعة البشرية. قام بتعديل الجين باستخدام CRISPR / Cas9 قبل ولادة التوأم. هو فعل ذلك. طغت كبرياء السيد هو. ومع ذلك ، فقد انتقده العالم بالفعل. لقد وُصِف بأنه شنيع وغير أخلاقي ، بل ويُنظر إليه على أنه ضربة لسمعة البحوث الطبية الحيوية الصينية.

قال كلايس جوستافسون ، أستاذ الكيمياء الحيوية والفيزياء الحيوية في جامعة ستوكهولم والذي يشغل أيضًا منصب سكرتير لجنة نوبل للكيمياء ، إن هناك دائمًا إمكانية لسوء الاستخدام وراء خلق ابتكارات معرفية كبرى. قال جوستافسون لشبكة CNN: "من الواضح أن هذا الباحث الصيني (He Jiankui) يطبق بشكل خاطئ تقنية CRISPR / Cas9 من خلال تجاربه".

وقال "لا يمكنك إجراء تغييرات وراثية في الحمض النووي البشري. يمكنك علاج أمراض وراثية معينة باستخدام كريسبر / كاس 9 ، لكن ليس كما فعل العلماء الصينيون"

أعرب دودنا ، الذي ابتكر هذه التكنولوجيا ، ذات مرة عن قلقه العميق إزاء ما كان يفعله. وقال إن تجارب هي ليست ضرورية من الناحية الطبية عندما تكون هناك طرق مناسبة لتجنب انتقال فيروس نقص المناعة البشرية.

قبل Doudna و Charpentier ، حصل ثلاثة علماء هم Harvey J. Alter و Michael Houghton و Charles M.Ris من الولايات المتحدة والمملكة المتحدة على جائزة نوبل في الطب يوم الاثنين 5 أكتوبر. هؤلاء الثلاثة هم الأشخاص الذين يقفون وراء الاكتشاف المتعلق بفيروس التهاب الكبد الوبائي سي الذي يفتح الفرص لتطوير الاختبارات والعلاجات.

يوم الثلاثاء 6 أكتوبر ، مُنحت جائزة نوبل في الفيزياء لكل من روجر بنروز ورينهارد جينزل وأندريا جيز لاكتشاف الثقوب السوداء. اليوم ، سيتم الإعلان عن جائزة نوبل للآداب بعد جائزة نوبل للسلام يوم الجمعة والاقتصاد يوم الاثنين 12 أكتوبر.