CRISPR தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி பல்லியில் முதல் வெற்றிகரமான மரபணு திருத்தம்

பல்லியின் மரபணு கையாளுதலின் இந்த முதல் நிகழ்வு ஊர்வன பரிணாமம் மற்றும் வளர்ச்சியைப் பற்றி மேலும் புரிந்துகொள்ள உதவும் ஒரு மாதிரி உயிரினத்தை உருவாக்கியுள்ளது.

CRISPR-Cas9 அல்லது வெறுமனே CRISPR ஒரு தனித்துவமான, வேகமான மற்றும் மலிவானது மரபணு எடிட்டிங் கருவி, இது ஒரு மரபணுவை நீக்குதல், சேர்ப்பது அல்லது மாற்றுவதன் மூலம் எடிட்டிங் செய்ய உதவுகிறது டிஎன்ஏ. CRISPR சுருக்கமானது 'கிளஸ்டர்டு ரெகுலர்லி இன்டர்-ஸ்பேஸ்டு பாலிண்ட்ரோமிக் ரிபீட்ஸ்' என்பதைக் குறிக்கிறது. எடிட்டிங் செய்ய பயன்படுத்தப்பட்ட முந்தைய முறைகளை விட இந்த கருவி எளிமையானது மற்றும் மிகவும் துல்லியமானது டிஎன்ஏ.

CRISPR-Cas9 கருவி ஜிகோட் (ஒரு-செல்) நிலையில் உள்ள உயிரினங்களை உட்செலுத்துகிறது, இது (a) Cas9 நொதியால் ஆன டிஎன்ஏ கட்டமைப்பைக் கொண்டு 'கத்தரிக்கோலாக' செயல்படுகிறது மற்றும் டிஎன்ஏவின் ஒரு பகுதியை வெட்டலாம் அல்லது நீக்கலாம், (b) ஆர்என்ஏவை வழிநடத்துகிறது. இலக்கு மரபணுவுடன் பொருந்துகிறது, இதனால் Cas9 என்சைமை இலக்கு இடத்திற்கு வழிநடத்துகிறது. டிஎன்ஏவின் இலக்குப் பகுதி வெட்டப்பட்டவுடன், உயிரணுவின் டிஎன்ஏ பழுதுபார்க்கும் இயந்திரம் மீதமுள்ள இழையுடன் மீண்டும் இணைகிறது மற்றும் செயல்பாட்டில், இலக்கு வைக்கப்பட்ட மரபணுவை அமைதிப்படுத்துகிறது. அல்லது ஹோமோலஜி டைரக்ட் ரிப்பேர் எனப்படும் ஒரு செயல்பாட்டில் புதிய மாற்றியமைக்கப்பட்ட டிஎன்ஏ டெம்ப்ளேட்டைப் பயன்படுத்தி மரபணுவை 'சரிசெய்ய' முடியும். எனவே, CRISPR-Cas9 கருவி ஊசி மூலம் மரபணு மாற்றங்களை அனுமதிக்கிறது மரபணு திருத்தம் ஒரு செல் கருவுற்ற முட்டைக்குள் தீர்வுகள். இந்த செயல்முறை மரபணு மாற்றத்தை (பிறழ்வு) அனைத்து அடுத்தடுத்த உயிரணுக்களிலும் ஏற்படுத்துகிறது, இதனால் மரபணு செயல்பாட்டை பாதிக்கிறது.

CRISPR-Cas9 மீன், பறவைகள் மற்றும் பாலூட்டிகள் உட்பட பல உயிரினங்களில் வழக்கமாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது என்றாலும், ஊர்வனவற்றை மரபணு ரீதியாக கையாளுவதில் இதுவரை வெற்றிபெறவில்லை. இது முதன்மையாக இரண்டு தடைகள் காரணமாகும். முதலாவதாக, பெண் ஊர்வன தங்கள் கருமுட்டையில் நீண்ட காலத்திற்கு விந்தணுக்களை சேமித்து, கருத்தரித்தலின் சரியான நேரத்தை தீர்மானிக்க கடினமாக உள்ளது. இரண்டாவதாக, ஊர்வன முட்டைகளின் உடலியல் வளைந்து கொடுக்கும் முட்டை ஓடுகள் போன்ற பல அம்சங்களைக் கொண்டுள்ளது, உள்ளே காற்று இடைவெளி இல்லாமல் உடையக்கூடிய தன்மை, சிதைவு அல்லது சேதம் ஏற்படாமல் கருக்களை கையாள்வது சவாலானது.

அன்று பதிவேற்றிய ஒரு கட்டுரையில் bioRxiv மார்ச் 31, 2019 அன்று, CRISPR-Cas9 ஐப் பயன்படுத்துவதற்கான வழியின் வளர்ச்சி மற்றும் சோதனை குறித்து ஆராய்ச்சியாளர்கள் தெரிவித்துள்ளனர். மரபணு எடிட்டிங் முதன்முறையாக ஊர்வனவற்றில். ஆய்வில் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட ஊர்வன இனங்கள் வெப்பமண்டலமாகும் பல்லி என்று அனோலிஸ் சாக்ரீ அல்லது பொதுவாக பழுப்பு நிற அனோல் இது கரீபியனில் பரவலாக உள்ளது. ஆய்வில் உள்ள பல்லிகள் அமெரிக்காவின் புளோரிடாவில் உள்ள காட்டுப் பகுதியில் இருந்து சேகரிக்கப்பட்டன. இந்த இனம் அதன் சிறிய அளவு, நீண்ட இனப்பெருக்க காலம் மற்றும் இரண்டு தலைமுறைகளுக்கு இடையில் ஒப்பீட்டளவில் குறுகிய சராசரி நேரம் ஆகியவற்றின் காரணமாக ஆய்வுக்கு மிகவும் பொருத்தமானது.

ஊர்வனவற்றுடன் தற்போது எதிர்கொள்ளும் வரம்புகளைக் கடக்க, ஆராய்ச்சியாளர்கள் சிஆர்ஐஎஸ்பிஆர் கூறுகளை முதிர்ச்சியடையாத கருவுற்ற முட்டைகளில் நுண்ணுயிர் செலுத்தினர், அதே நேரத்தில் கருவுறுவதற்கு முன்பு முட்டைகள் பெண் பல்லிகளின் கருப்பையில் இருந்தன. அவர்கள் டைரோசினேஸ் மரபணுவை குறிவைத்தனர், இது பல்லிகளில் தோல் நிறமியைக் கட்டுப்படுத்தும் நொதியை உருவாக்குகிறது, மேலும் இந்த மரபணு அகற்றப்பட்டால் பல்லி ஒரு அல்பினோவாக பிறக்கும். இந்த தெளிவான நிறமி பினோடைப் டைரோசினேஸ் மரபணுவை தேர்வு செய்ய காரணமாக இருந்தது. நுண்ணுயிர் உட்செலுத்தப்பட்ட முட்டைகள் பின்னர் பெண்ணின் உள்ளே முதிர்ச்சியடைந்து, பின்னர் அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட ஆண் அல்லது சேமிக்கப்பட்ட விந்தணுவுடன் இயற்கையாக கருவுறுகின்றன.

இதன் விளைவாக, நான்கு அல்பினோ பல்லிகள் சில வாரங்களுக்குப் பிறகு பிறந்தன, மரபணு டைரோசினேஸ் செயலிழக்கப்பட்டது என்பதை உறுதிப்படுத்துகிறது. மரபணு எடிட்டிங் செயல்முறை வெற்றிகரமாக இருந்தது. சந்ததியினர் இரு பெற்றோரிடமிருந்தும் திருத்தப்பட்ட மரபணுவைக் கொண்டிருப்பதால், தாயின் முதிர்ச்சியடையாத ஓசைட்டில் CRISPR கூறுகள் அதிக நேரம் செயலில் இருப்பதும், கருத்தரித்த பிறகு அது தந்தைவழி மரபணுக்களை மாற்றியது என்பதும் தெளிவாகத் தெரிந்தது. எனவே, அல்பினிசம் என்பது பெற்றோர் இருவரிடமிருந்தும் பெறப்பட்ட ஒரு பண்பாகும் என்பதால், விகாரி அல்பினோ பல்லிகள் தாய் மற்றும் தந்தையிடமிருந்து பெறப்பட்ட மரபணுக்களில் கையாளப்பட்ட டைரோசினேஸை வெளிப்படுத்தின.

மரபணு மாற்றப்பட்ட ஊர்வனவற்றை திறம்பட உருவாக்கும் முதல் ஆய்வு இதுவாகும். தற்போதைய அணுகுமுறைகள் இதுவரை தோல்வியுற்ற பாம்புகள் போன்ற பிற பல்லி இனங்களிலும் இதே முறையில் ஆராய்ச்சி செயல்படக்கூடும். ஊர்வன பரிணாமம் மற்றும் வளர்ச்சி பற்றிய கூடுதல் புரிதலைப் பெற இந்த வேலை உதவும்.

***

{இந்த ஆய்வு தற்போது சக மதிப்பாய்வுக்காக சமர்ப்பிக்கப்பட்டுள்ளது. மேற்கோள் காட்டப்பட்ட மூல(கள்) பட்டியலில் கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ள DOI இணைப்பைக் கிளிக் செய்வதன் மூலம் முன் அச்சிடப்பட்ட பதிப்பைப் படிக்கலாம்}

ஆதாரம் (ங்கள்)

ராசிஸ் ஏஎம் மற்றும் பலர். 2019. முன்அச்சு. CRISPR-Cas9 ஜீன் எடிட்டிங் பல்லிகளில் கருவுறாத ஓசைட்டுகளின் நுண்ணுயிர் ஊசி மூலம். bioRxiv. https://doi.org/10.1101/591446