بازی اندروید: یک آزمایش فوق حساس مبتنی بر کریسپر می تواند بدون نیاز به آزمایشگاه، عوامل بیماری زا را در خون با حساسیت میلیونها برابر بیشتر تشخیص دهد.
به گزارش بازی اندروید به نقل از ایسنا، محققان «دانشگاه ایلینوی»(University of Illinois) روش ویرایش ژن کریسپر را به یک آزمایش تشخیصی سریع مبدل کرده اند که می تواند عوامل بیماری زا و مرگ بار در خون را با حساسیت بی سابقه و حداقل کار آزمایشگاهی مورد نیاز تشخیص دهد.
به نقل از ادونسد ساینس نیوز، جهان در سال ۲۰۱۲ با فناوری قوی ویرایش ژن کریسپر آشنا شد. کریسپر که چندین دهه پیش در باکتری ها کشف شد، یک توالی خوشه ای متشکل از جفت های باز DNA است که توسط باکتری ها برای شناسایی و اتصال رشته های DNA ویروس استفاده می شود. گروهی از آنزیم ها به نام Cas بعد از اتصال، DNA ویروس را قطع می کنند و آنرا بصورت بی ضرر درمی آورند.
محققان دریافتند که کریسپر و آنزیم های Cas را می توان برای شناسایی و برش توالی های DNA مورد نظر تغییر داد و آنرا به یک روش قوی و دقیق برای ویرایش ژن تبدیل کرد. حتی کریسپر با چند تغییر دیگر می تواند به یک روش تشخیصی سریع و دقیق نیز تبدیل گردد. «رشید بشیر»(Rashid Bashir) استاد مهندسی زیستی دانشگاه ایلینوی توضیح داد: یکی از خاصیت های قوی کریسپر، توانایی آن در یافتن توالی های DNA بسیار ویژه و اتصال به آنهاست.
توانایی تشخیص توالی های DNA، کریسپر را به یک روش سودمند برای تشخیص مبدل می کند برای اینکه می تواند بطور موثر DNA عوامل بیماری زا را در خون پیدا کند. بشیر اضافه کرد: تعدادی از آنزیم های کریسپر مانند Cas۱۲a دارای توانایی ویژه ای هستند برای اینکه با شناسایی DNA مورد نظر خود، برش DNA تک رشته ای مجاور را شروع می کنند. ما با گنجاندن مولکول های ویژه در آخر توالی های کوچک DNA که هنگام برش می درخشند، می توانیم آنزیم CRISPR را به یک سنسور بسیار ویژه تبدیل نماییم که می تواند در حضور یک پاتوژن خاص، نور تولید نماید.
یکی از اشکالات، تشخیص مقادیر کم نور تولیدشده توسط این واکنش های میکروسکوپی است. در ابتدا پژوهشگرهایی مانند بشیر باید سیگنال را با بهره گیری از روش هایی مانند PCR که بطور انتخابی به تولید هزاران کپی از مقادیر کمی DNA می پردازند، تقویت نمایند. این پروسه به تجهیزات خاصی نیاز دارد و چندین ساعت طول می کشد. نیاز به تقویت سیگنال، سرعت و تحرک آزمایش را کم کرد برای اینکه نمونه ها باید به لابراتوار می رفتند و تکثیر می شدند.
پیش تقویت صورت گرفته، حساسیت آزمایش را کم کرد برای اینکه DNA مورد نظر باید بطور مصنوعی افزایش می یافت تا سیگنال دیده شود. این امر، بشیر و همکارانش را برانگیخت تا از خود بپرسند: اگر ما بتوانیم سیستمی را توسعه دهیم که بدون هیچ نوع پیش تقویتی کار کند، چه می شود؟
برای اینکه سیگنال فلورسنت بدون تقویت قابل تشخیص باشد، محققان یک پروسه دومرحله ای را ایجاد کردند. بشیر توضیح داد: بخش اول بدنبال DNA عوامل بیماری زا می گردد. اگر هدف را پیدا کند، واکنش دوم شروع می شود که مانند یک واکنش زنجیره ای عمل می کند و سیگنال را بطور مداوم می افزاید.
واکنش دوم متکی به مولکولی است که توسط گروه پژوهشی طراحی شده و بعد از یافتن DNA عامل بیماری زا توسط آنزیم های CRISPR بریده می شود. بشیر اظهار داشت: بعد از برش، عناصر بیشتری آزاد می شوند که دور بعدی سیگنال را هدایت می کنند و یک حلقه بازخورد مثبت را می سازند. تنها با چند کپی از DNA یک عامل بیماری زا، سیستم می تواند یک سیگنال تشخیص قوی را بدون نیاز به هیچ نوع تقویت قبلی تولید نماید.
محققان با بهره گیری از خون حاوی انواع عوامل باکتریایی و ویروسی اضافه شده همچون هپاتیت B و استافیلوکوکوس اورئوس مقاوم به متی سیلین، باکتری مسئول عفونت های مقاوم به دارو و کشنده دریافتند که این آزمایش، نتایج واضح و دقیقی را تنها در ۱۰ دقیقه ارائه می دهد. همچنین، آزمایش ها حساسیت بهبودیافته روش را تایید کردند.
این گروه پژوهشی حال درحال کوشش برای بهبود این تکنیک هستند برای اینکه هنوز به مرحله آماده سازی نمونه نیاز دارد که در آن DNA موجود در نمونه استخراج می شود. بشیر اظهار داشت: ما فعالانه درحال کار کردن روی راه هایی هستیم که بتوانیم این تکنیک را یکپارچه سازی نماییم یا تعدادی از مراحل را بطور کامل دور بزنیم.
این پژوهش در مجله «PNAS» به چاپ رسید.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب