خانه / اخبار / دست کاری بی حد و مرز DNA ، آیا برای آن آمادگی داریم؟

دست کاری بی حد و مرز DNA ، آیا برای آن آمادگی داریم؟

 

پروتئین قرمز از RNA آب راهنما برای بریدن DNA زرد استفاده می‌کند
پروتئین قرمز از RNA آب راهنما برای بریدن DNA زرد استفاده می‌کند

تکنولوژی جدید CRISPR/Cas که اجازه کنترل و دستکاری کد DNA را به ما می‌دهد انقلابی در زمینه ژنتیک و زیست شناسی سلولی رقم زده است و با با بالا بردن امید درمان بیماری‌هایی مانند سرطان و کشف رازهای سلولی تبدیل به عنصری مهم در علم امروز شده است.

دست کاری ژن نگرانی‌ها را هم بالا می‌برد. آیا ابزار جدید به والدین اجازه می‌دهد که مثلا یک کودک باب میل خود سفارش دهند؟ آیا استفاده نادرست در بیماران می‌تواند منجر به خطرات پیش بینی نشده شود؟ امکان استفاده نادرست،دانشمندان را وادار کرده که در بعضی جنبه‌های تحقیق تا زمانی که مسائل اخلاقی مورد بحث قرار گیرد، توقف کنند. یک توقف داوطلبانه که در بعضی‌ها هم سریعا آن را نادیده گرفتند.

این تعلیق یک قدم مثبت در جهت حفظ اعتماد عمومی‌و امنیت است در حالی که در عین حال بر روی تکنولوژی جدید مطالعه بیشتری می‌شود.

دست کاری DNA برای درمان بیماری

در حالی که بیشتر بیماری‌های انسان و یا حداقل بخشی ازهر بیماری به دلیل جهش ژنتیکی در DNA است درمان‌های حال حاضر علائم بیماری را درمان می‌کنند و نه ریشه ژنتیکی آن را. برای مثال فیبروز سیستیک (cystic fibrosis) که باعث می‌شود ریه‌ها با مخاط بیشتری پر شوند با یک جهش DNA اتفاق می‌افتد. با این حال درمان‌های فیبروز سیستیک بر روی علائم آن کار می‌کند، کار برای کم کردن مخاط در ریه‌ها و مقابله با عفونت‌ها،نه اینکه خود جهش را درست کنند. تغییر دادن دقیق کد DNA سه میلیارد حرفی حتی در یک پتری دیش  (Petri Dish ظرفی بشقاب مانند از جنس شیشه یا پلاستیک با عمق کم و دردار است که زیست شناسان از آن برای کشت سلول استفاده می‌کنند) چالش بزرگی است و در بیماران زنده بی سابقه است. ( تنها مورد حاضر ژن درمانی گلیبرا ( Glybera) است که شامل تغییر در DNA بیمار نمی‌شود و برای استفاده محدود برای درمان بیماران اختلال گوارشی تایید شده است.)

در سال 2012، هنگامی‌که بسیاری گروه‌های تحقیقاتی نشان دادند که یک تکنولوژی برش DNA به نام CRISPR/Cas می‌تواند بر روی DNA انسان انجام شود همه چیز عوض شد. CRISPR/Cas در مقایسه با روش‌های قبلی و ناکارآمد دست کاری DNA، یک میان بر ارائه می‌دهد و مانند یک قیچی هنگامی‌که با یک رشته RNA ( خویشاوند نزدیک شیمیایی DNA) برانگیخته می‌شود DNA را برش می‌دهد. بریدن DNA فرآیند بازسازی آن را در سلول را آغاز می‌کند که می‌تواند یا به غیر فعال کردن یک ژن بیانجامد – مثلا ژنی که به سلول‌های تومور اجازه رشد کنترل نشده می‌داده- یا ژنی که خراب است را درست کند، مانند جهشی که باعث فیبروز سیستیک می‌شود. مزیت سیستم Cas9 بر تکنولوژی‌های تغییر ژنوم قبل آن- هدایت راحت آن به سمت یک DNA خاص با استفاده از RNA راهنما- به قبول سریع آن در جامعه علمی‌کمک کرده است.به نظر می‌آید مانع درست کردن DNA سلول‌های بیمار در حال از بین رفتن است.

بازی با آتش

نوزاد سفارشی

با پیشرفت این تکنیک، موانع تغییر ژن‌ها در رویان از بین می‌رود و در را به روی بچه‌های سفارشی با ظاهر یا هوش تغییر یافته باز می‌کند. اخلاق گرایان مدت زیادی از عوارض اجازه به والدین برای انتخاب صفات فرزندانشان نگران بوده اند. به علاوه، تفاوت بزرگی میان درک ما از بیماری و ژن‌هایی که ممکن است باعث بیماری باشند وجود دارد. حتی اگر ما قادر به انجام دستکاری‌های ژنتیک بی خطا باشیم، هنوز نمی‌دانیم که تغییر DNA چقدر می‌تواند یک انسان زنده را تغییر دهد. در آخر، تغییر سلول‌های زایا مانند رویان می‌تواند DNA تغییر یافته را به نسل‌ها بعد منتقل کند.

بریدن و دستگاری DNA انسان بدون ریسک نیست. Cas9 -پروتئین قیچی- به بریدن DNA در مناطق خارج از هدف معروف است. وقتی Cas9 یک ژن مهم را به اشتباه ببرد و آن را غیر فعال کند، درمان می‌تواند به جای درمان سرطان ،باعث بروز آن شود!

آرام جلو بروید!

نگرانی‌ها درباره Cas9  یک رویداد غیر معمول را باعث شد: دانشمندان اصلی بعضی قسمت‌های تحقیق را متوقف کردند. در مارس 2015 گروهی از محققان و وکیلان درخواست کردند که توقفی در استفاده بیشتر از تکنولوژی CRISPR در سلول‌های زایای تا هنگامی‌دستورالعمل‌های اخلاقی مشخص شود صورت گیرد.

با چاپ مطلبی در مجلدست کاری ژنه علم (Science)، گروهی که شامل دو برنده جایزه نوبل و مخترع تکنولوژی CRISPR/Cas می‌شد بیان کردند که ما هنوز به اندازه کافی درباره رابطه بین سلامت خود و DNA نمی‌دانیم. حتی اگر یک سیستم تغییر DNA بی نقص هم وجود داشته باشد – و CRISPR/Cas مسلما هنوز به آن مرحله نرسیده است- همچنان درمان بیماران با عمل ژنتیکی غیرعقلانی است. این نویسندگان تغییر ژنوم را تنها در انواع خاصی سلول مانند رویان رد کردند در حالی که مطالعه بنیادی را که تغییرات درمانی آینده را بر روی پایه محکم تری از شواهد بنا کند تشویق کردند.

پیشبرد تحقیقات

بر خلاف این درخواست توقف مطالعه بر CRISPR/Cas، تنها دو ماه بعد یک گروه تحقیق چینی از تلاش خود برای تغییر رویان انسان خبر داد. به گفته مجله پروتئین و سلول ( Protein & Cell)، نویسندگان سلول‌های بد رشد کننده زایای را برای درست کردن یک جهش ژنی که باعث یک بیماری خون به نام تالاسمی‌بتا (β-thalassemia) می‌شد درمان کردند.

تحقیق نشان داد که نگرانی‌های گروه مجله علم درست بوده است. درمان تقریبا یکی از هر پنج رویان را کشت و تنها نیمی‌از سلول‌های بازمانده DNA تغییر یافتند. همچنین تنها در قسمتی از سلول‌هایی که تغییر یافته بودند جهش بیماری درست شده بود. همچنین این تحقیق شامل برش DNA در محل اشتباه و تغییر ناکامل در بین تمامی‌سلول‌های یک رویان شد. مسلما این خطاها در رویان‌هایی که قرار است به انسان‌های کامل تبدیل شوند مشکل ساز است.

جرج دیلی (George Daley) یک بیولوژیست‌هاروارد و عضو گروهی که خواستار توقف مطالعه بودند نتیجه گیری کرد:

مطالعه آنان باید زنگ خطری باشد برای تمام کسانی که فکر می‌کنند تکنولوژی آماده آزمایش برای ریشه کن کردن ژن‌های بیمار است.

با وجود اشتیاقی که Cas9 را احاطه کرده، راحت است که فراموش کنیم این تکنولوژی تقریبا برای سه سال استفاده وسیع می‌شد.

نقش یک تعلیق

برخلاف آنچه که مجله سلول و پروتئین منتشر کرد- که حتما آزمایش‌هایش ماه‌ها قبل تر صورت گرفته بود-  درخواست گروه مجله علم برای یک تعلیق می‌تواند یک موفقیت در نظر گرفته شود. درخواست از سمت چنین گروه بلندپایه ای نگاه‌ها را به موضوع جلب کرد و دانشگاه‌ها، هیات‌های نظارتی و ویرایشگران مجلات علمی‌را مجبور کرد تا چنین مطالعاتی را تشویق نکنند. ( به عنوان نمونه ای از این فشار، نویسندگان چینی از طرف دو مجله علمی‌معتبر رد شدند تا بالاخره مطلبشان چاپ شود). پاسخ‌ها به این درخواست شامل اتهام به خفه کردن آزادی آکادمیک نشد و این احتمالا به دلیل اعتبار علمی‌سازمان دهندگان این درخواست بود.

پژوهشگر پروتئین نوترکیب، پل برگ، کنفرانس را تشکیل داد و جایزه نوبل را تقسیم کرد، همچنین تقاضای تعلیق مطالعه بر CRISPR را نیز امضا کرد
پژوهشگر پروتئین نوترکیب، پل برگ ( Paul Berg)، انجمن را تشکیل داد و جایزه نوبل را تقسیم کرد، همچنین تقاضای تعلیق مطالعه بر CRISPR را نیز امضا کرد.

تعلیق مطالعه به دلایل اخلاقی به بحثی بر سر تکنولوژی DNA در سال 1975 بر می‌گردد. در آن سال گروهی که به انجمن آزیلومار (Asilomar Conference ) معروف بودند در مورد یک تکونولوژی در حال ظهور به نام DNA نوترکیب، تا زمانی که امنیت ان ارزیابی شود و دستورالعمل‌های اخلاقی آن منتشر شود تقاضای احتیاط بیشتر کردند. تشابه بین دو وضعیت اتفاقی نیست: نویسندگان بسیاری از مقاله مجله علم جزو تیم آزیلومار بودند.

دستورالعمل‌های آزیلومار حالا به صورت جهانی به عنوان مقیاسی دارای مسئولیت پذیری و تناسب دیده می‌شود که بدون بازدارنگی فرآیند تحقیق، تاکید را بر امنیت و اخلاق گذاشته است. مشخص شد که تکنولوژی DNA نوترکیب بسیار کم خطر تر از آنچه به نظر می‌رسید بود اما شواهد حاضر نشان می‌دهد که ممکن است ما با Cas9 زیاد خوش شانس نباشیم. میراث مهم دیگر از انجمن آزیلومار ترویج بحث آزاد با حضور متخصصین و عموم بود. با توجه به درس‌های احتیاط و مشارکت عمومی‌امیدواریم که حماسه CRISPR/Cas در یک راه مسئولیت پذیرانه و همچنان هیجان انگیز آشکار شود.

منبع

خلاصه مطلب
دست کاری قدرتمند DNA
عنوان مطلب
دست کاری قدرتمند DNA
توضیح کوتاه
تکنولوژی جدید اجازه کنترل DNA را می‌دهد و با بالا بردن امید درمان بیماری‌هایی مانند سرطان انقلابی در زمینه ژنتیک و زیست شناسی سلولی رقم زده است.
نویسنده

بیشتر بخوانید:

آیا می شود به سرعت مافوق نور رسید؟ پایه اصلی داستان های علمی تخیلی، سفر با سرعت زیاد بین کهکشان ها، چیزی که سرعت مافوق نور نامیده می شود می تواند روزی ما را به کهکشان های دوردست ببرد. ا...
حیوان عجیب هفته : قورباغه پرنده به تخم های مادرش هم رحم نمیکند... در این پست از سری حیوان هفته سراغ قورباغه ها رفته ایم و یکی از عجیب ترین گونه های این جانوران را به شما معرفی خواهیم کرد. ماجرای کشف این گونه به سال 2...
دانشمندان می گویند جهان ما پیر و در حال مرگ است... نمایش یک کهکشان در جهان طول موج های مختلف نوری آماده باشید زیرا زمستان از راه می رسد. منظور از زمستان مرگ آرام گرمای جهان است و منظور از آماده باش...
پژوهشی 75 ساله راز خوشحالی را آشکار کرد !... همه ما می دانیم که داشتن ثروت و شهرت زیاد در کنار خوبی های بسیار، سختی ها و مشکلاتی هم به همراه دارد. اما وقتی محققان دانشگاه هاروارد ‏‎(Harvard)‎‏ در...
رمز گشایی مغز ، پیچیده ترین ساختار زیستی زمین... مغز چیزی است که شما را می سازد. مغز تفکر، حل مساله و رفتارهای داوطلبانه شما را کنترل می کند و همزمان به تنظیم ویژگی های مهم فیزیولوژی بدن شما کمک می ک...
اخبار علمی : ساخت الکترولیت جدید برای باتری های منیزیم سولفور... فقط کافی است سرتان را بچرخانید و تعداد باتری های دور و برتان را بشمارید تا به اهمیت باتری در دنیای امروز پی ببرید. اما کارایی این باتری ها به اندازه ن...

درباره سیمین حمیدی

سیمین حمیدی
سیمین حمیدی یکی از نویسندگان ساختنی و فارغ التحصیل رشته مهندسی نرم افزار و دانشجوی کارشناسی ارشد مدیریت سیستم و بهره وری است.

پیشنهاد می کنیم

آه کشیدن واکنشی است که در هنگام خستگی ، ناراحتی یا تمام شدن یک کار سخت از خود نشان می دهید

علت آه کشیدن انسان ها چیست ؟

خستگی ، ناراحتی و احساس راحتی سه حس کاملا متفاوت هستند . اما به نظر …

پاسخ دهید