ما هو تعديل الجينوم و”CRISPR-Cas9″؟
إن تعديل الجينوم (المعروف أيضًا باسم تعديل الجينات) هو مجموعة من التقنيات التي تمنح العلماء إمكانية تغيير الحمض النووي للكائن الحي.
تسمح هذه التقنيات بإضافة مواد جينية، أو إزالتها، أو تغييرها في مواقع معينة من الجينوم، وقد تم تطوير العديد من طرق تعديل الجينوم.
ومن المعروف أن آخر شيء منها هو “CRISPR-Cas9″، وهو اختصار “lustered regularly interspaced short palindromic repeats” وبروتين “Cas9” المرتبط بـ “CRISPR” ولتقنية “CRISPR-Cas9” العديد من المميزات مثل: كونها أكثر دقة وأسرع نتيجة وأكثر كفاءة من طرق تعديل الجينوم الأخرى مما جعلها مثيرة للاهتمام في المجتمع العلمي حديثًا.
تم أخذ فكرة “CRISPR-Cas9” من نظام تعديل الجينوم الذي يحدث بشكل طبيعي في البكتيريا، حيث تلتقط البكتيريا مقتطفات من الحمض النووي من الفيروسات الغازية وتستخدمها لإنشاء شرائح الحمض النووي المعروفة باسم صفائف كريسبر.
تسمح صفيفات كريسبر للبكتيريا بتذكُّر الفيروسات، بحيث إذا هاجمت الفيروسات مرة أخرى، فإن البكتيريا تنتج شرائح من “RNA” من صفائف كريسبر لاستهداف الحمض النووي للفيروس.
ثم تستخدم البكتيريا “Cas9” أو إنزيمًا مشابهًا لقطع الحمض النووي عن بعضها، مما يؤدي إلى تعطيل الفيروس.
يعمل نظام “CRISPR-Cas9” بشكل مشابه في المختبر.
يقوم الباحثون بتكوين جزء صغير من “RNA” بتسلسل قصير “يعمل كمُرشد” حيث يرتبط بتسلسل مُحدد من الـ”DNA” في الجينوم ويرتبط الـ”RNA” أيضًا بإنزيم “Cas9”.
كما هو الحال في البكتيريا، ويتم استخدام الحمض النووي “RNA” المُعدل للتعرف على تسلسل الحمض النووي، ويقوم إنزيم “Cas9” بتقليل الحمض النووي في الموقع المستهدف.
بالرغم من أن “Cas9” هو الإنزيم الذي يتم استخدامه في أغلب الأحيان، يُمكن أيضًا استخدام إنزيمات أخرى (على سبيل المثال Cpf1).
وبمجرد قطع “DNA”، يستخدم الباحثون أنظمة لتعديل الحمض النووي للخلية لإضافة أو حذف قطع من المادة الوراثية، أو لإجراء تغييرات على الحمض النووي عن طريق استبدال جزء موجود بتسلسل “DNA” مُخصص.
إن عملية تعديل الجينوم لها أهمية كبيرة في الوقاية من الأمراض البشرية ومعالجتها، حيث يتم إجراء معظم الأبحاث حول تعديل الجينوم لفهم الأمراض باستخدام الخلايا والنماذج الحيوانية.
ما زال العلماء يعملون على تحديد ما إذا كانت هذه التقنية آمنة وفعالة للاستخدام مع البشر، ويتم استكشافها في أبحاث حول مجموعة واسعة من الأمراض، بما في ذلك اضطرابات الجين المُفرد مثل: التليف الكيسي و الهيموفيليا (مرض فى الدم )، ومرض الخلايا المنجلية.
كما أنه يُبشر بعلاج الأمراض الأكثر تعقيدًا والوقاية منها، مثل: السرطان، وأمراض القلب، والأمراض العقلية، وعدوى فيروس نقص المناعة البشرية.
تنشأ المخاوف الأخلاقية عند استخدام تعديل الجينوم، باستخدام تقنيات مثل “CRISPR-Cas9″، لتغيير الجينوم البشري، وتقتصر معظم التغييرات في تقنيات تعديل الجينوم على الخلايا الجسدية، وهي خلايا غير خلايا البويضة والحيوانات المنوية، وتؤثر هذه التغييرات على بعض الأنسجة فقط، ولا تنتقل من جيل إلى الجيل التالي.
ومع ذلك، يُمكن تمرير التغييرات التي أُجريت على الجينات في خلايا البويضة أو الحيوانات المنوية (الخلايا الجرثومية) أو في جينات الجنين إلى الأجيال القادمة. وتُظهر عملية تعديل الخلايا الجرثومية وجينوم الجنين عددًا من التحديات الأخلاقية، بما في ذلك ما إذا كان من الممكن استخدام هذه التقنية لتعزيز السمات الطبيعية للإنسان (مثل: الطول، أو الذكاء).
واستنادًا إلى المخاوف المتعلقة بالأخلاقيات والسلامة، هناك بعض البلدان التي ترفض عمليات تعديل الجينوم حيث تُعد عملية تعديل الخلايا الجرثومية وجينوم الجنين غير قانونية في العديد من البلدان.
كتابة: آلاء عمارة
مراجعة: مريم
تصميم: أمنية عبدالفتاح
تحرير: علاءالدين محمود
