تقنية تحرير الجينات الجديدة توفر الطريق إلى علاجات دقيقة
مصر:إيهاب محمد زايد
يظهر تحرير PNP كأداة متعددة الاستخدامات وقابلة للبرمجة لمعالجة الحمض النووي الخاص بالموقع.
طوّر باحثون في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية تقنية لتحرير الجينات توفر منصة مرنة وقابلة للبرمجة لمعالجة الجينات الخاصة بالموقع عبر جميع أشكال مواد الحمض النووي. صورة تم إنشاؤها بواسطة الذكاء الاصطناعي باستخدام منشئ الصور Microsoft Bing.
يمكن لتقنية تحرير الجينوم المبتكرة أن تعزز توصيل ونوعية واستهداف أدوات تعديل الجينات للعلاج.
تجمع الطريقة التي طورتها جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية بين تقنيتين جزيئيتين: عائلة اصطناعية من جزيئات تشبه الحمض النووي تُعرف باسم الأحماض النووية الببتيدية (PNAs)، وفئة من إنزيمات قطع الحمض النووي المعروفة باسم Argonautes بدائية النواة (pAgos).
يتم أولاً فك ضغط PNAs وتنزلق داخل حلزون الحمض النووي. تقوم الـ pAgos، مسترشدة بأجزاء قصيرة من المادة الوراثية، بربط الحلزون المفكك في تسلسلات مستهدفة محددة وتقطع كل شريط متعارض من الحمض النووي.
من خلال مزاوجة هذين المكونين، توصل الباحثون إلى نهج جديد يُعرف باسم تحرير pAgo بمساعدة PNA، أو تحرير PNP، والذي يقدم فواصل مستهدفة في مواقع محددة في الجينوم.
وفي كثير من النواحي، يشبه هذا النهج منصات تحرير الجينات الأخرى. ومع ذلك، يوفر تحرير PNP مزايا واضحة مقارنة بالطرق الأكثر رسوخًا مثل كريسبر.
من حيث المبدأ، ينبغي أن يعمل في المزيد من المواقع في الجينوم، ويخلق بدقة فواصل في الحمض النووي المزدوج، مع فرص أقل للأنشطة غير المستهدفة التي يمكن أن تشكل خطرا على السلامة.
بالإضافة إلى ذلك، فإن الحجم الصغير للأجزاء المكونة من شأنه أن يساعد في تعبئة وتوصيل أداة تحرير الجينات إلى الأنسجة المستهدفة وحتى إلى الأجزاء التحت خلوية مثل الميتوكوندريا، ومصانع الطاقة في الخلية، والعضيات الأخرى.
يقول مجدي محفوظ، المهندس الحيوي في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية، والذي قاد الدراسة: “إن التكنولوجيا التي بنيناها تعمل بشكل كبير على تحسين كفاءة ونشاط الفواصل المزدوجة القابلة للبرمجة والتي يمكن استخدامها لتحرير الجينات”.
من خلال التجارب الشاملة، قام محفوظ وزملاؤه بتقييم مجموعات متنوعة من PNAs المعدلة، وبروتينات pAgo، والجزيئات التوجيهية، والتسلسلات المستهدفة، والظروف التجريبية والمزيد. توجت هذه الجهود بإثبات أن تحرير PNP يوفر منصة مرنة وقابلة للبرمجة لمعالجة الجينات الخاصة بالموقع عبر جميع أشكال مواد الحمض النووي.
ومع ذلك، لا تزال هناك حاجة إلى مزيد من التحسينات قبل أن يتم تسخير تحرير PNP للتطبيقات السريرية. يقول تين مارسيك، الحاصل على درجة الدكتوراه: “نحن بحاجة إلى تحسين عملية التسليم وإظهار قوة النشاط في الجسم الحي – سواء في تجارب زراعة الخلايا أو في النماذج الحيوانية للأمراض”. طالب في مختبر محفوظ والمؤلف الأول لتقرير البحث.
سيكون من المهم أيضًا تقييم أداء تحرير PNP وجهاً لوجه بشكل مباشر مقابل الأساليب المستندة إلى CRISPR. لكن البيانات المتراكمة حتى الآن “تظهر أن مفهومنا متعدد الاستخدامات”، كما يقول مارسيتش.
من خلال اقتران الغزو المستهدف للـ PNAs مع نشاط التقطيع الدقيق لـ pAgos، فإن تحرير PNP يحمل وعدًا في العديد من المجالات، بما في ذلك الطب الدقيق والزراعة والبحث العلمي الأساسي.
