க்ராஸ்பேஸ்: மரபணுக்கள் மற்றும் புரதங்கள் இரண்டையும் திருத்தும் புதிய பாதுகாப்பான "CRISPR - Cas System"  

பாக்டீரியா மற்றும் வைரஸ்களில் உள்ள "CRISPR-Cas அமைப்புகள்" படையெடுக்கும் வைரஸ் தொடர்களை அடையாளம் கண்டு அழிக்கின்றன. இது வைரஸ் தொற்றுகளுக்கு எதிரான பாதுகாப்பிற்கான பாக்டீரியா மற்றும் தொல்பொருள் நோயெதிர்ப்பு அமைப்பு ஆகும். 2012 இல், CRISPR-Cas அமைப்பு அங்கீகரிக்கப்பட்டது மரபணு எடிட்டிங் கருவி. அப்போதிருந்து, பரந்த அளவிலான CRISPR-Cas அமைப்புகள் உருவாக்கப்பட்டு, மரபணு சிகிச்சை, நோயறிதல், ஆராய்ச்சி மற்றும் பயிர் மேம்பாடு போன்ற பகுதிகளில் பயன்பாடுகளைக் கண்டறிந்துள்ளன. இருப்பினும், தற்போது கிடைக்கும் CRISPR-Cas அமைப்புகள், அடிக்கடி நிகழும் ஆஃப்-இலக்கு எடிட்டிங், எதிர்பாராத டிஎன்ஏ பிறழ்வுகள் மற்றும் பரம்பரைப் பிரச்சனைகள் காரணமாக குறைந்த மருத்துவப் பயன்பாட்டைக் கொண்டுள்ளன. mRNA ஐ குறிவைத்து அழிக்கக்கூடிய ஒரு புதிய CRISPR-Cas அமைப்பை ஆராய்ச்சியாளர்கள் சமீபத்தில் அறிவித்துள்ளனர் புரதங்கள் இலக்கு தாக்கம் மற்றும் பரம்பரை பிரச்சனைகள் இல்லாமல் மிகவும் துல்லியமாக வெவ்வேறு மரபணு நோய்களுடன் தொடர்புடையது. க்ராஸ்பேஸ் என்று பெயரிடப்பட்டது, இது காட்டும் முதல் CRISPR-Cas அமைப்பு ஆகும் புரதம் எடிட்டிங் செயல்பாடு. RNA மற்றும் இரண்டையும் திருத்தக்கூடிய முதல் அமைப்பு இதுவாகும் புரதம். க்ராஸ்பேஸ் தற்போதுள்ள CRISPR-Cas அமைப்புகளின் பல வரம்புகளை மீறுவதால், மரபணு சிகிச்சை, நோய் கண்டறிதல் மற்றும் கண்காணிப்பு, உயிரியல் மருத்துவ ஆராய்ச்சி மற்றும் பயிர் மேம்பாடு ஆகியவற்றில் புரட்சியை ஏற்படுத்தும் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது. 

"CRISPR-Cas அமைப்பு" என்பது வைரஸ் தொற்றுகளுக்கு எதிரான பாக்டீரியா மற்றும் ஆர்க்கியாவின் இயற்கையான நோயெதிர்ப்பு அமைப்பு ஆகும், இது வைரஸ் மரபணுவில் உள்ள வரிசைகளை அடையாளம் கண்டு, பிணைக்கிறது மற்றும் சிதைக்கிறது. இது இரண்டு பகுதிகளைக் கொண்டுள்ளது - முதல் நோய்த்தொற்றுக்குப் பிறகு பாக்டீரியா மரபணுவில் இணைக்கப்பட்ட வைரஸ் மரபணுவில் இருந்து படியெடுக்கப்பட்ட பாக்டீரியா ஆர்என்ஏ (CRISPR என்று அழைக்கப்படுகிறது, இது ஊடுருவும் வைரஸ் மரபணுக்களின் இலக்கு வரிசைகளை அடையாளம் காட்டுகிறது) மற்றும் அதனுடன் தொடர்புடைய அழிப்பான். புரதம் CRISPR தொடர்புடையது புரதம் (Cas)” இது வைரஸ்களுக்கு எதிராக பாக்டீரியாவைப் பாதுகாக்க வைரஸ் மரபணுவில் அடையாளம் காணப்பட்ட தொடர்களை பிணைத்து சிதைக்கிறது.  

கிரிஸ்பர் "கிளஸ்டர்டு ரெகுலர் இன்டர்ஸ்பேஸ்டு ஷார்ட் பாலிண்ட்ரோமிக் ரிபீட்ஸ்" என்பதன் சுருக்கம். இது பாலிண்ட்ரோமிக் ரிபீட்ஸ் மூலம் வகைப்படுத்தப்படும் பாக்டீரியா ஆர்என்ஏ ஆகும்.  

பாலிண்ட்ரோமிக் ரிபீட்ஸ் (CRISPRs) முதன்முதலில் வரிசைகளில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது இ - கோலி 1987 இல். 1995 ஆம் ஆண்டில், பிரான்சிஸ்கோ மோஜிகா ஆர்க்கியாவில் இதே போன்ற கட்டமைப்புகளைக் கண்டார், மேலும் பாக்டீரியா மற்றும் ஆர்க்கியாவின் நோயெதிர்ப்பு மண்டலத்தின் ஒரு பகுதியாக இவற்றை முதலில் நினைத்தவர். 2008 ஆம் ஆண்டில், பாக்டீரியா மற்றும் ஆர்க்கியாவின் நோயெதிர்ப்பு மண்டலத்தின் இலக்கு வெளிநாட்டு டிஎன்ஏ மற்றும் எம்ஆர்என்ஏ அல்ல என்பது முதல் முறையாக சோதனை ரீதியாக நிரூபிக்கப்பட்டது. அடையாளம் காணல் மற்றும் சீரழிவு வைரஸ் தொடர்களின் பொறிமுறையானது, அத்தகைய அமைப்புகளை ஒரு கருவியாகப் பயன்படுத்தலாம் என்று பரிந்துரைத்தது. மரபணு திருத்தம். 2012 இல் ஒரு மரபணு எடிட்டிங் கருவியாக அங்கீகரிக்கப்பட்டதிலிருந்து, CRISPR-Cas அமைப்பு ஒரு உறுதியான தரநிலையாக மிக நீண்ட வழி வந்துள்ளது. மரபணு எடிட்டிங் அமைப்பு மற்றும் பயோமெடிசின், விவசாயம், மருத்துவ மரபணு சிகிச்சை உட்பட மருந்துத் தொழில்களில் பரவலான பயன்பாடுகளைக் கண்டறிந்துள்ளது.^1,2.  

ஒரு பரவலான CRISPR-காஸ் அமைப்புகள் ஏற்கனவே அடையாளம் காணப்பட்டு தற்போது டிஎன்ஏ/ஆர்என்ஏ தொடர்களை ஆய்வு, மருந்துப் பரிசோதனை, நோய் கண்டறிதல் மற்றும் சிகிச்சைகள் ஆகியவற்றைக் கண்காணித்து எடிட் செய்யக் கிடைக்கின்றன. தற்போதைய CRISPR/Cas அமைப்புகள் 2 வகுப்புகளாகவும் (வகுப்பு 1 மற்றும் 2) ஆறு வகைகளாகவும் (வகை I முதல் XI வரை) பிரிக்கப்பட்டுள்ளன. வகுப்பு 1 அமைப்புகள் பல கேஸ்களைக் கொண்டுள்ளன புரதங்கள் அவற்றின் இலக்குகளை பிணைத்து செயல்பட ஒரு செயல்பாட்டு வளாகத்தை உருவாக்க வேண்டும். மறுபுறம், வகுப்பு 2 அமைப்புகளில் ஒரே ஒரு பெரிய கேஸ் மட்டுமே உள்ளது புரதம் வகுப்பு 2 அமைப்புகளைப் பயன்படுத்துவதை எளிதாக்கும் இலக்கு வரிசைகளை பிணைத்தல் மற்றும் இழிவுபடுத்துதல். பொதுவாக பயன்படுத்தப்படும் வகுப்பு 2 அமைப்புகள் Cas 9 வகை II, Cas13 Type VI மற்றும் Cas12 Type V ஆகும். இந்த அமைப்புகள் விரும்பத்தகாத இணை விளைவுகளைக் கொண்டிருக்கலாம், அதாவது, இலக்கு இல்லாத தாக்கம் மற்றும் சைட்டோடாக்சிசிட்டி^3,5.  

மரபணு சிகிச்சைகள் தற்போதைய CRISPR-ஐ அடிப்படையாகக் கொண்ட CRISPR-Cas அமைப்புகள், அடிக்கடி நிகழும் ஆஃப்-டார்கெட் எடிட்டிங், எதிர்பாராத டிஎன்ஏ பிறழ்வுகள், பெரிய டிஎன்ஏ துண்டுகள் நீக்குதல் மற்றும் பெரிய டிஎன்ஏ கட்டமைப்பு மாறுபாடுகள் ஆகியவை இலக்கு மற்றும் இலக்கு இல்லாத இடங்களில் உயிரணு இறப்புக்கு வழிவகுக்கும். மற்றும் பிற பரம்பரை பிரச்சினைகள்.  

க்ராஸ்பேஸ் (அல்லது CRISPR-வழிகாட்டப்பட்ட காஸ்பேஸ்)  

ஆராய்ச்சியாளர்கள் சமீபத்தில் ஒரு புதிய CRISPER-Cas அமைப்பைப் புகாரளித்துள்ளனர், இது 2 வகை III-E Cas7-11 அமைப்பானது காஸ்பேஸ் போன்றவற்றுடன் தொடர்புடையது. புரதம் எனவே பெயரிடப்பட்டது க்ராஸ்பேஸ் அல்லது CRISPR-வழிகாட்டப்பட்ட காஸ்பேஸ் ⁵ (காஸ்பேஸ்கள் சிஸ்டைன் புரோட்டீஸ்கள் ஆகும், அவை செல்லுலார் கட்டமைப்புகளை உடைப்பதில் அப்போப்டொசிஸில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன). இது மரபணு சிகிச்சை மற்றும் நோயறிதல் போன்ற பகுதிகளில் சாத்தியமான பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. க்ராஸ்பேஸ் ஆர்என்ஏ-வழிகாட்டப்பட்டது மற்றும் ஆர்என்ஏ-இலக்கு கொண்டது மற்றும் டிஎன்ஏ வரிசைகளில் ஈடுபடாது. இது mRNA மற்றும் குறிவைத்து அழிக்க முடியும் புரதங்கள் இலக்கு தாக்கம் இல்லாமல் மிகவும் துல்லியமாக வெவ்வேறு மரபணு நோய்களுடன் தொடர்புடையது. இவ்வாறு, நோய்களுடன் தொடர்புடைய மரபணுக்களை நீக்குவது mRNA அல்லது புரத அளவில் பிளவுபடுவதன் மூலம் சாத்தியமாகும். மேலும், குறிப்பிட்ட நொதியுடன் இணைக்கப்படும் போது, ​​புரதங்களின் செயல்பாடுகளை மாற்ற க்ராஸ்பேஸ் பயன்படுத்தப்படலாம். அதன் RNase மற்றும் புரோட்டீஸ் செயல்பாடுகள் அகற்றப்படும் போது, ​​Craspase செயலிழக்கப்படுகிறது (dCraspase). இது வெட்டுதல் செயல்பாடு இல்லை ஆனால் RNA மற்றும் புரத வரிசைகளுடன் பிணைக்கிறது. எனவே, நோய்கள் அல்லது வைரஸ்களைக் கண்காணிக்கவும் கண்டறியவும் dCraspase நோயறிதல் மற்றும் இமேஜிங்கில் பயன்படுத்தப்படலாம்.  

புரோட்டீன் எடிட்டிங் செயல்பாட்டைக் காட்டும் முதல் CRISPR-Cas அமைப்பு க்ராஸ்பேஸ் ஆகும். ஆர்என்ஏ மற்றும் புரதம் இரண்டையும் திருத்தக்கூடிய முதல் அமைப்பு இதுவாகும். அதன் மரபணு எடிட்டிங் செயல்பாடு குறைந்த இலக்கு விளைவுகளில் வருகிறது மற்றும் பரம்பரை சிக்கல்கள் இல்லை. எனவே, தற்போது கிடைக்கக்கூடிய மற்ற CRISPR-Cas அமைப்புகளை விட Craspase மருத்துவ பயன்பாடு மற்றும் சிகிச்சை முறைகளில் பாதுகாப்பானதாக இருக்கும். ^4,5.    

க்ராஸ்பேஸ் தற்போதுள்ள CRISPR-Cas அமைப்புகளின் பல வரம்புகளை மீறுவதால், மரபணு சிகிச்சை, நோய் கண்டறிதல் மற்றும் கண்காணிப்பு, உயிரியல் மருத்துவ ஆராய்ச்சி மற்றும் பயிர் மேம்பாடு ஆகியவற்றில் புரட்சியை ஏற்படுத்தும் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது. மருத்துவ பரிசோதனைகளில் பாதுகாப்பு மற்றும் செயல்திறனை நிரூபிக்கும் முன் உயிரணுக்களில் நோய் உண்டாக்கும் மரபணுக்களை துல்லியமாக குறிவைக்க நம்பகமான விநியோக முறையை உருவாக்க கூடுதல் ஆராய்ச்சி தேவை.   

*** 

குறிப்புகள்:  

1. கோஸ்டிம்ஸ்கயா, I. CRISPR–Cas9: எ ஹிஸ்டரி ஆஃப் இட்ஸ் டிஸ்கவரி அண்ட் எதிகல் கான்சிடரேஷன்ஸ் ஆஃப் இட்ஸ் யூஸ் இன் ஜெனோம் எடிட்டிங். உயிர்வேதியியல் மாஸ்கோ 87, 777–788 (2022). https://doi.org/10.1134/S0006297922080090  

2. சாவோ லி et al 2022. CRISPR/Cas ஜீனோம் எடிட்டிங்கிற்கான கணக்கீட்டு கருவிகள் மற்றும் ஆதாரங்கள். ஜீனோமிக்ஸ், புரோட்டியோமிக்ஸ் & பயோ இன்ஃபர்மேடிக்ஸ். 24 மார்ச் 2022 அன்று ஆன்லைனில் கிடைக்கும். DOI: https://doi.org/10.1016/j.gpb.2022.02.006 

3. வான் பெல்ஜோவ், எஸ்பிபி, சாண்டர்ஸ், ஜே., ரோட்ரிக்ஸ்-மோலினா, ஏ. மற்றும் பலர். RNA-இலக்கு CRISPR-Cas அமைப்புகள். நாட் ரெவ் மைக்ரோபயோல் 21, 21–34 (2023). https://doi.org/10.1038/s41579-022-00793-y 

4. சுனி ஹு et al 2022. க்ராஸ்பேஸ் என்பது ஒரு CRISPR RNA-வழிகாட்டப்பட்ட, RNA-செயல்படுத்தப்பட்ட புரோட்டீஸ் ஆகும். அறிவியல். 25 ஆகஸ்ட் 2022. தொகுதி 377, வெளியீடு 6612. பக். 1278-1285. DOI: https://doi.org/10.1126/science.add5064  

5. Huo, G., Shepherd, J. & Pan, X. Craspase: A நாவல் CRISPR/Cas இரட்டை மரபணு எடிட்டர். செயல்பாட்டு மற்றும் ஒருங்கிணைந்த மரபியல் 23, 98 (2023). வெளியிடப்பட்டது: 23 மார்ச் 2023. DOI: https://doi.org/10.1007/s10142-023-01024-0 

***