فهرست مطالب
تشخیص جهش‌های نقطه‌ای با ترانزیستور مبتنی بر CRISPR
مدت‌ها قبل از آنکه COVID-19 در مرکز تشخیص‌های مبتنی بر CRISPR مورد توجه قرار گیرد،
کیانا آران (Kiana Aran) در حال توسعه‌ی تراشه CRISPR بود. به گفته‌ی او، این اولین ترانزیستوری
است که با استفاده از CRISPR، ژنوم را برای جهش‌های احتمالی جستجو می‌کند. به علاوه، این
ترانزیستور گرافنی نیازی به تکثیر یا تعیین توالی اسید نوکلئیک ندارد.
اکنون پس از دو سال، محققان گروهی به سرپرستی آران، استادیار موسسه تحقیقاتی کک، یک
سیستم gFET مبتنی بر CRISPR به نام SNP-Chip را معرفی کردند.
تراشه‌ی SNP، در مقایسه با مدل‌های اخیر خود، دارای پیشرفت‌هایی نظیر الکترونیک بهبود یافته با امکان اندازه‌گیری بیشتر و کیفیت بالاتر و همچنین ترکیب آنزیم جدید Cas (ارتولوگ Cas9) است. این تراشه می‌تواند پلی مورفیسم‌های تک نوکلئوتیدی(SNP) را در بیماری‌های ژنتیکی کم‌خونی داسی شکل (SCD) و اسکلروز جانبی آمیوتروفیک (ALS) شناسایی کند.
نویسندگان خاطرنشان کردند که SNP-Chip اولین فناوری جدیدی نیست که برای انجام ژنوتیپ SNP بدون تعیین توالی تولید شده است. برخی از این فناوری‌ها نیازمند تجهیزات نوری گران قیمت بوده و برخی دیگر نیاز به تکثیر را کاهش نداده‌اند.
در واقع هیچ کدام نتوانسته‌اند همزمان هر دو نیاز را برطرف کنند.
توانایی تشخیص SNPها، به ویژه بدون نیاز به تکثیرDNA، بسیار قابل توجه بوده و راه‌های جدیدی
را برای تشخیص مبتنی بر CRISPR باز می‌کند.
تراشه مبتنی بر CRISPR، به PAM یا protospacer adjacent motif وابسته است
که هنگام هدف
قرار دادن SNP، ایجاد محدودیت می‌کند. اگر PAM در نزدیکی جایگاه هدف نباشد، تشخیص آن دشوارتر
خواهد بود؛ زیرا Cas9 نمی‌تواند به آن دسترسی پیدا کند. Virginijus Šikšnys (یکی از نویسندگان این
مطالعه) قبلاً گفته بود كه حتی متنوع‌ترین نوع SpyCas9 نیز نمی‌تواند تقریباً به 75٪ جهش‌های یک پایه
كه با بیماری انسان مرتبط هستند، دسترسی داشته باشد؛ زیرا هیچ PAM مناسبی وجود ندارد.
فوری‌ترین کاربردی که آران در آن تأثیر SNP-Chip را پیش‌بینی می‌کند، نظارت بر فرآیندهای کنترل کیفیت
ویرایش ژن مبتنی بر CRISPR است. تراشه SNP می‌تواند با اندازه گیری تعداد سلول‌های ویرایش شده،
کارایی فرآیند ویرایش را تعیین کند.
احتمالاً در آینده برنامه‌های بیشتری برای SNP-Chip وجود خواهد داشت، زیرا این سیستم می‌تواند SNPها
را در هر ماده ژنتیکی – از نظارت بر کشاورزی و محیط زیست گرفته تا بیماری‌های انسانی – تشخیص دهد.
اکنون این پرسش مطرح است که، آیا SNP-Chip می‌تواند انواع مختلف ویروس‌های نوظهور (و در حال تکامل)
مانند SARS-CoV-2 را تشخیص دهد؟
باید بگوییم که در حال حاضر، یک تراشه، تنها محدود به شناسایی یک جهش نقطه‌ای است؛ بنابراین برای
شناسایی جهش‌های نقطه‌ای بیشتر، نیازمند تراشه‌های بیشتری خواهیم بود. این در حالی است که این
تیم با ایجاد یک تراشه 4-plex با امید به تراشه 16-plex، روی این پیشرفت کار می‌کند.
گردآورنده: تارا کماسی
ویراستار:زهرا یوسفی
منبع:
