چند راه حل برای رفع مشکل تغییرات آب و هوایی به کمک کریسپر

کریسپر نوعی سیستم ایمنی تطابق پذیر در باکتری‌ها است. این سیستم آن‌ها را قادر به کشف دی‌ان‌ای ویروس و بعد نابودیشان می‌کند. بخشی از سیستم کریسپر، پروتئینی به نام کَس۹ (Cas9) است، که قابلیت جستجو، برش زدن و سرانجام استحالهٔ دی‌ان‌ای ویروس را به روشی خاص دارد. فناوری کریسپر به دانشمندان اجازه می‌دهد، تغییراتی در دی‌ان‌ای سلول‌ها ایجاد کنند.

کریسپر چیست؟

کریسپر یک روش درمانی با استفاده از دستکاری ژنتیکی است. همین امر موجب شده تا شبهات اخلاقی بسیاری در این زمینه به وجود آید که پاسخ به آنها کار راحتی نخواهد بود. البته به علت وجود فواید بسیار زیاد و همچنین کمک شایانی که این روش درمانی به بهبود سطح سلامت انسان می کند می توان از این سوالات چشم پوشی کرد.

به عنوان مثال، در حال حاضر این فناوری خطرات بسیاری دارد. علی رغم همه وعده هایی که به واسطه تکنیک کریسپر داده شده. این فناوری هنوز کامل و بی نقص نیست و دانشمندان هنوز باید روی آن کار کنند تا به قدری بی خطر باشد که روی انسان کاربرد پیدا کند.

پیتر پارکر یا همان اسپایدرمن خودمان می گوید که قدرت زیاد، مسئولیت پذیری بسیاری را هم با خودش می آورد. با این حال، دنیا نمی تواند عقب بماند. چینی ها همین الان کار روی انسان را آغاز کرده اند و فناوری CRISPR-Cas9 در حال آزمایش روی انسان است.

البته، این جمله بدان معنا نیست که چینی ها مسئولیتی در قبال اخلاقیات نمی پذیرند. آزمایش مذکور روی بیماران مبتلا به سرطانی انجام پذیرفته که همه راه ها را پیموده اند و حالا تنها امیدشان زنده ماندن به شیوه CRISPR-Cas9 است.  آزمایش مشابهی نیز قرار است در آمریکا انجام شود. که البته هنوز تاییدیه سازمان غذا و دارو را دریافت نکرده.

کریسپر چگونه عمل می کند؟

(مرحله ۱: تزریق فاژ)

بعد از حمله به سلول توسط عناصر ژنتیکی خارجی مانند:

• باکتریوفاژها یا پلاسمیدها
• آنزیم‌های ویژه مرتبط CRISPR به نام  (CRISPR-associated protein)
• CAS

که توالی‌های spacer را از توالی‌های protospacer جدا می کنند به درون لوکوس‌های کریسپر موجود در ژنوم پروکاریوت‌ها وارد و متصل می‌شونند.

(مرحله ۲: استفاده از spacer).

این spacerها بین تکرارهای مستقیم تقسیم شده‌اند. آنها اجازه می‌دهند سیستم CRISPR، به‌طور ایمن و دقیق و نه به‌طور غیر ایمن شناسایی شود. آرایهٔ CRISPR یک رونوشت RNA غیر کدونی است که از نظر آنزیمی از طریق مسیرهای متمایز که برای هر نوع سیستم CRISPR منحصر به فرد است، بالغ می‌شود.

(مرحله ۳: بیوژنز و پرادازش CrRNA)

در CRISPR نوع I و III، رونوشت pre-CrRNA توسط ریبونوکلئازهای مرتبط با CRISPR، شکسته می‌شوند. این کار موجب آزاد شدن چندین CrRNAs کوچک می‌شود. به‌طور متوسط CrRNA نوع III بیشتر در انتهای ´۳ توسط RNaseهایی که هنوز مشخص نشده‌اند برای تولید رونوشت کاملاً بالغ پردازش می‌شوند. CRISPR نوعII، یک RNA کریسپر فعال‌کننده ترانس است. (tracrRNA) این مولکول با تکرارهای مستقیم هیبرید می‌شود و یک RNA دوپلکس را تشکیل می‌دهد و توسط RNase III درونی و نوکلئازهای ناشناخته دیگر شکسته و پردازش می‌شود.

CrRNAهای بالغ شده نوع I و III سیستم CRISPR، سپس درون افکتورهای کمپلکس‌های پروتئینی برای تشخیص و تخریب توالی هدف لود می‌شوند. در سیستم‌های نوع II، کمپلکس هیبرید CrRNA-tracrRNA به Cas9 متصل شده و در واقع هیبرید شدن این دو باعث فعال شدن Cas9 می‌شود. هر دو نوع I و III سیستم CRISPR از چند پروتئین مداخله گر تنظیم‌کننده برای تسهیل شناسایی توالی هدف استفاده می‌کنند. در CRISPR نوعI، کمپلکس Cascade با یک مولکول CrRNA لود می‌شود که یک مجموعه نظارتی بی نظیری است که DNA هدف را شناسایی می‌کند. سپس نوکلئازCas3، لوپ R Cascade را به کار گرفته و به آن متصل می‌شود و واسطه تخریب توالی هدف می‌شود. در CRISPR نوع III, CrRNAها یا به کمپلکس‌های Csm یا به کمپلکس‌های Cmr به ترتیب متصل شده و به ترتیب سوبستراهای DNA و RNA را می‌شکنند. درمقابل، سیستم نوع II فقط نیاز به Cas9 برای تخریب DNA جفت شده با RNA راهنما دوپلکس خود دارد که این RNA راهنما حاوی ترکیبی از CrRNA-tracrRNA است.

از این فناوری تا کجا می توان استفاده کرد؟

برخی می گویند که صرفا برای درمان بیماری ها و تضعیف آن ها مثل سرطان. اما تا به حال به این فکر کرده اید که می توانید رنگ پوست و چشم تان را به صورت دائمی تغییر دهید. یا کودکانی قوی تر و قد بلندتر داشته باشید؟ آیا دستکاری رمزهای پایه زندگی در سلول تخم و تولد کودکانی کاملا اصلاح شده که نه تنها ناقل بیماری های شناخته شده نیستند، بلکه حتی زیباتر و قوی تر شده اند ایرادی دارد؟

در مورد آزمایش روی انسان، مسئله بسیار جدی و حائز اهمیت است. با دستکاری ژن های مان، می توانیم هر کاری بکنیم و اگر اشتباهی صورت پذیرد، عواقب آن ممکن است غیر قابل جبران

باشد. به هر حال، کریسپر هم درست همانند همه فناوری های بزرگ بشر، تازه پدید آمده و نیازمند بهبودهای فراوان است.

دولتمردان هنوز نمی دانند که این فناوری می تواند تمام بیماری های ژنتیکی را از بین ببرد. حتی در برابر دیگر بیماری ها نیز ایمنی ایجاد کند. کسب رضایت آن ها احتمالا چندین سال به طول می انجامد. زمانی که قوانین به نفع دانشمندان تغییر کند، می توان در انتظار تغییرات بزرگی ماند.

رفع مشکلات آب و هوایی به کمک کریسپر

۱) جریان های آب گرم و گرم شدن زمین باعث تغییرات زیادی شده است. مثلا صخره های مرجانی را به شدت در خطر نابودی قرار داده است. برای رفع این مشکل تیم هایی از چند دانشگاه استرالیا و امریکا در تلاش هستند تا به کمک کریسپر ژن های مرجان هارا تغییر دهند. تا نسبت به گرما مقاوم تر شوند.

۲) گاو ها به میزان زیادی گاز متان تولید میکنند. محققان متوجه شدند که میزان تولید این گاز تا حد زیادی به ژنتیک گاوها مرتبط است. در نتیجه تغییر در ژنوم گاوها توسط کریسپر یکی از گزینه های پیش رو خواهد بود‌.

۳)در نتیجه تغییرات اب و هوایی، جریان های وزش باد در نقاط مختلف دنیا دستخوش تغییر شده است. این موضوع باعث شده است تا پاتوژن های مختلف به مناطقی وارد شود که تا قبل از آن وجود نداشته است. این موضوع دام و حیوانات را در معرض خطر قرار دهد. از این رو دانشمندان به کمک کریسپر دام ها را نسبت به بیماری ها مقاوم میکنند.

این موضوع در مورد:

• تغییر در ژنوم برای مقاومت نسبت به گرمای زیاد
• تولید حیوانات با موی بدن کوتاه تر و کم پشت تر

 هم وجود دارد.

بازنویسی:مریم چاوشی