بر اساس مطالعه‌ای که در روز ۱۶ مه در مجله “Cell Reports Methods” منتشر شده است، محققان، یک رویکرد ویرایش ژن “کریسپر کَس-۹” (CRISPR-Cas۹) را برای ویرایش ژن در سوسک‌ها توسعه داده‌اند. این روش ساده و کارآمد با نام “کریسپر مستقیم والدین” (direct parental CRISPR) یا به اختصار “DIPA-CRISPR” شامل تزریق مواد به سوسک‌های بالغ ماده است که در بدن آن‌ها تخمک رشد می‌کند.
به گزارش بارز نیوز و به نقل از ساینس‌دیلی، “تاکاکی دایمون” (Takaaki Daimon)، نویسنده ارشد این مطالعه از دانشگاه کیوتو (Kyoto)، می‌گوید: محققان حشره‌شناس از زحمت‌های تزریق مواد به تخمک‌ها خلاص شده‌اند. ما اکنون می‌توانیم آزادانه‌تر و به دلخواه ژنوم حشرات را ویرایش کنیم. در اصل، این روش باید برای بیش از ۹۰ درصد از گونه‌های حشرات کارساز باشد.
رویکردهای فعلی برای ویرایش ژن حشرات معمولاً نیازمند تزریق ریزمواد به جنین‌ها در مراحل اولیه است این موضوع کاربرد این روش‌ها را در بسیاری از گونه‌ها محدود می‌کند. برای مثال، در مطالعات قبلی به دلیل منحصر به فرد بودن سیستم تولید مثل سوسک‌ها، امکان دستکاری ژنتیکی فراهم نشده بود. علاوه بر این، ویرایش ژن حشرات اغلب به تجهیزات گران قیمت، یک مجموعه آزمایشی خاص برای هر گونه و کادر آزمایشگاهی بسیار ماهر نیاز دارد. “دایمون” می‌گوید: مشکلات روش‌های مرسوم، محققانی را که می‌خواهند ویرایش ژنومی را روی طیف گسترده‌ای از گونه‌های حشرات انجام دهند، به دردسر انداخته است.
برای غلبه بر این محدودیت‌ها، “دایمون” و همکارانش “ریبونوکلئوپروتئین‌های” (RNPs) کَس-۹ را به حفره اصلی بدن سوسک‌های ماده بالغ تزریق کردند تا جهش‌های موروثی را در سلول‌های تخمک در حال رشد به وجود بیاورند. نتایج نشان داد که “کارایی ویرایش ژن” (editing efficiency) که به نسبت موارد ویرایش شده به تعداد کل موارد از تخم بیرون آمده گفته می‌شود می‌تواند به ۲۲ درصد برسد. در “سوسک قرمز آرد” (red flour beetle)، ویرایش ژن “DIPA-CRISPR” بازدهی بیش از ۵۰ درصد نشان داد.
کاربرد موفقیت آمیز روش “DIPA-CRISPR” در دو گونه که از نظر تکاملی با هم فاصله دارند، پتانسیل این روش را برای استفاده گسترده نشان می‌دهد. اما این رویکرد مستقیماً برای همه‌ی گونه‌های حشرات از جمله مگس‌های میوه قابل اجرا نیست. علاوه بر این، آزمایش‌ها نشان داد که مهم‌ترین پارامتر برای موفقیت، مرحله تزریق به سوسک ماده بالغ است. در نتیجه، برای انجام این ویرایش به دانش کافی در مورد رشد تخمدان نیاز است. با توجه به تاریخچه‌های مختلف زندگی و استراتژی‌های گوناگون تولید مثل در حشرات، این موضوع می‌تواند در برخی از گونه‌ها چالش برانگیز باشد.
علی‌رغم این محدودیت‌ها، “DIPA-CRISPR” در دسترس بوده و بسیار کاربردی است و می‌توان آن را به آسانی در آزمایشگاه‌ها پیاده‌سازی کرد. این روش به حداقل تجهیزات برای تزریق و تنها دو ترکیب نیاز دارد که روش‌های ویرایش ژن را بسیار ساده می‌کند. علاوه بر این، از پروتئین کَس-۹ استاندارد موجود در بازار می‌توان استفاده کرد و نیاز به مهندسی سفارشی و وقت گیر این پروتئین نیست.
دایمون می‌گوید: با بهبود روش “DIPA-CRISPR” و حتی کارآمدتر کردن و همه کاره کردن آن، ممکن است بتوانیم ویرایش ژنوم را تقریباً در بیش از ۱.۵ میلیون گونه حشرات امکان‌پذیر کنیم و حتی ممکن است بتوان ژنوم بندپایان دیگر را با استفاده از رویکردی مشابه ویرایش کرد که شامل آفات کشاورزی و پزشکی مانند کنه‌ها و منابع مهم ماهیگیری مانند میگوها و خرچنگ‌ها می‌شوند.
انتهای پیام
