استفاده از تصاویر اتمی برای اصلاح ژن ها

علی رغم پیشرفت قابل توجه علم و موفقیت های دانشمندان در زمینه علوم ژنتیک، متأسفانه تاکنون دانشمندان قادر به مشاهده فعالیت های ژن ها و همچنین روند اصلاح ژن ها با روش های مختلف از جمله روش CRISPR از نزدیک نبوده اند. با وجود اینکه فرآیند اصلی اصلاح ژن ها در این روش برای دانشمندان مشخص است اما متأسفانه قادر به مشاهده آنچه در حال رخ دادن است، نیستند. از این رو دانشمندان دانشگاه هاروارد و کرنل توانسته اند نهایی از نحوه عملکرد روش CRISPR-Case3 در اصلاح ژن ها در سطح اتم را ثبت و تولید کنند. برای ثبت این تصاویر از یک میکروسکوپ الکترونی و بیوشمیایی به منظور مشاهده ترکیب پیچیده ربوپروتیین در DNA، استفاده شده است. در این حالت این دانشمندان ژن ها را پر می کنند تا آنزیم اسمزی پس از قطع ژن به روش Case3 کار خود را آغاز نهاید. آن ها برای مشاهده سه بعدی این فرآیند از هزاران تصویر دو بعدی و ترکیب آن ها با هم، استفاه کرده اند.

یافته های دانشمندان از مشاهده نزدیک عملکرد و فرآیند اصلاح ژن حاکی از این واقعیت است که ریبوپروتئئن ها باعث می شوند تا بخش کوچکی از DNA باز شود و به RNA امکان ایجاد اتصال حبابی را می دهد. اگر DNA با RNA مطابقت داشته باشد، اتصال حبابی تا جایی که ساختار حلقه ای شکلی تولید شود، بزرگ می شود. سپس ریبوپروتئین DNA را قفل می کند و به آنزیم ها اجازه می دهد تا کار خود را شروع کنند. این روند بسیار دقیق انجام می شود و در صورتی که ژن ها اشتباها قطع شوند، احتمال موفقیت در اصلاح آن ها و یا دست کاری آن به صفر می رسد.

تکنیک Case3 در دست کاری و اصلاح ژن ها یک روش موفق است. در واقع در این روش DNA به نحوی قطع می شود که دست کاری آن آسان تر انجام می شود. از طرفی آنچه دانشمندان از روند اصلاح ژن ها به روش Case3 مشاهده کرده اند می تواند به آن ها برای یافتن راه حل های مناسب دیگر برای دستکاری ژن ها کمک کند. در واقع با این مشاهدات دانشمندان می توانند در روش CRISPR به منظور بالا بردن دقت تغییراتی ایجاد کرده و از آن برای اهداف دیگر استفاده کنند. اصلاح ژن ها می تواند برای از بین بردن بسیاری از بیماری های ژنتیکی و همچنین از بین بردن باکتری های خطرناک استفاده شود.