دانشمندان برای اولین بار روش ویرایش هدفمند DNA در میتوکندری را پیدا کردند

اکثر سلول‌ها بدن ما حاوی دو کتابخانه ژنتیکی هستند که یکی از آن‌ها درون هسته و دومی درون ساختار دیگری به نام «میتوکندری» است و حالا دانشمندان برای اولین بار راهی را کشف کرده‌اند که امکان دستکاری هدفمند و دقیق DNA آن را می‌دهد.

تلاش چندین تیم تحقیقاتی در ایالات متحده آمریکا می‌تواند باعث اصلاح دستورالعمل‌های ساخت سایر ژنوم‌های سلول شود و شرایط مختلف نحوه تامین انرژی بدن را تحت تاثیر قرار دهد. اساس مولکولی این ابزار انقلابی ویرایش ژن یک ماده سمی با نام «DddA» است که توسط باکتری «بورخولدریا سپاسیا» ترشح می‌شود و در زمان رقابت برای دستیابی به منابع، میکروب‌های دیگر را نابود می‌کند.

به گزارش Science Alert، محققان دانشگاه واشنگتن از مدت‌ها قبل در حال کار روی خواص سمی این ماده بوده‌اند و دریافته‌اند که نوکلئیک اسید پایه با نام «سیتوزین» را به نوع دیگری به نام «اوراسیل» که معمولا در RNA پیدا می‌شود، تبدیل می‌کند.

محققان هم اکنون از «آدنوزین دآمیناز» برای مهندسی ژنتیک استفاده می‌کنند که البته تنها می‌توان از آن‌ برای تغییر کد در یک رشته DNA استفاده کرد. برای غلبه بر این محدودیت، یک تیم تحقیقاتی متشکل از پژوهشگران دانشگاه «MIT» و «هاروارد» قابلیت تعویض کد دآمیناز را با فناوری «کریسپر» ترکیب کردند که مستلزم استفاده از یک الگوی RNA برای شناسایی توالی و سپس استفاده از آنزیم‌ها برای جدا کردن رشته‌ها و ایجاد تغییرات در آن‌‌ها است.

چنین اقدامی زمانی که بخواهید رشته‌های دوگانه DNA را درون چیزی مانند هسته ویرایش کنید، چندان سخت نیست اما چنین کاری برای الگوی RNA از طریق غشای برگزیده میتوکندری دشوار محسوب می‌شود. با این حال محققان با استفاده از ویژگی منحصر به فرد DddA می‌توانند در رشته‌های DNA و الگوی RNA تغییر ایجاد کنند. برای بهبود عملکرد DddA از یک ابزار مهندسی قدیمی با نام «TALE» استفاده شده است.

TALE با ترکیب DddA می‌تواند توالی موردنظر را در میتوکندری پیدا کرده و هر سیتوزین را به اوراسیل تبدیل کند. در آزمایشات این تغییر تقریبا در نیمی از زمان‌ها اتفاق افتاد. در حالی که شانس ۵۰ درصدی یک موفق بزرگ محسوب نمی‌شود، پتانسیل بالایی برای تبدیل شدن به یک ابزار مهندسی دقیق دارد.