fbpx

מהנדסה גנטית להנדסה גנומית: חלק שני – איך שוברים DNA במקום הנכון?

dna-163466_1280

בחלקו הראשון של המאמר, הוזכר כי ששבירת DNA בגן פגום יכולה לגרום לתיקון שלו, וכך בעצם להביא לריפוי מחלה תורשתית. ראינו שתיקון כזה בוצע באמצעות שימוש בקרינה רדיואקטיבית. אלא שקרינה אינה דבר ממוקד. היא פוגעת בכל ה-DNA ואין דרך לכוון אותה לרצף DNA מסויים.

לעומת זאת אנזימים הם אחד הדברים המדוייקים ביותר בטבע. אנזימים הם חלבונים שמבצעים פעולות כימיות בתא ובניהן חיתוך ותיקון DNA. האנזים BglII, לדוגמא, מזהה את הרצף AGATCT וחותך אותו בין ה A ל-G. הבעיה היא שרצף זה ימצא מאות אלפי פעמים בגנום שלנו ולכן שימוש ב-BglII יחתוך את הגנום במאות אלפי אזורים שאינם נמצאים בהכרח בגן שלנו. קיימים אנזימים ממוקדים יותר, כדוגמת IsceI, שיש לו אתר הכירות TAGGGATAACAGGGTAAT. אתר זה שכיח פחות ולכן גם סביר שלא ימצא בגן המטרה שלנו.

לכן, יש צורך לקחת אנזים שיודע לחתוך DNA ולשנות את אתר הקישור שלו כך שיזהה רק את רצף ה-DNA אותו אנו רוצים לחתוך. דבר זה נעשה באמצעות אנזימים כדוגמת I-SceI, אולם הוא מסובך ביותר ודורש מומחיות רבה. בשל כך, טכנולוגיה זו שימשה מעבדות ספורות בלבד.

טכנולוגיה אחרת היא בבחינת שיא בכל הנוגע לשימוש בהנדסה גנטית. קיימים אנזימים רבים החותכים את ה-DNA (נוקלאזות) מחוץ לאתר הקישור שלהם. FokI הוא אנזים שכזה. FokI דורש שתי יחידות של יחידת הנוקלאז בכדי לחתוך את ה-DNA. תכונה זו איפשרה להפריד בין יחידת הנוקלאז ליחידה שקושרת את ה-DNA.

גם באנזים Zif268, שמשמש בביטוי גנים בדומה ל-FokI, ניתן להפריד בין אזור קישור ה-DNA לפעילות הקטאליטית, והתוצאה היא חיבור בין Zif268 ל-FokI.

חיבור זה יצר טכנולוגיות חדשות כמו Zinc Finger Nucleases (ZFN), וגם TALENs, שפותחה מחלבונים הניקשרים ל-DNA וגורמים להפעלת גנים. גם כאן ניתן להפריד בין אתר הקישור ל-DNA לבין האתר שגורם לביטוי גנים.

מסתבר כי ב-TALEN קיימים ארבעה רצפים בחלבון, כאשר כל אחד מזהה נוקלאוטיד מסויים. כך ניתן להרכיב חלבון שיזהה כל רצף DNA. בשתי הטכנולוגיות אתר קישור ה-DNA מחובר ל-FokI נוקלאז וכך מתקבל נוקלאז ספציפי לרצף מסויים.

ומה התוצאה?

ב-2014 חברת סנגמו טיפלה בחולי איידס בגן CCR5 והראתה עצירת המחלה ואף ריפוי מוחלט באחד החולים. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4084652/

CCR5 דרוש לוירוס בכדי לחדור לתאי מערכת החיסון. אנשים שאצלם הגן הזה פגום, מראים עמידות לוירוס ולא חולים באיידס. כאשר לוקחים את תאי מערכת החיסון והורסים את הגן, מחקים את התופעה ויוצרים אדם עם עריכה גנטית הנותנת עמידות לוירוס.

אגב, ב-2018 בוצעה בסין עריכה גנומית בעוברים אנושיים ע"י "הי ג'נקוי". למעשה מדובר בפשע הראשון בתחום.

https://www.nature.com/articles/d41586-020-00001-y

כבר הזכרתי בעבר עד כמה חשובה הביקורת על צמחים טרנסגניים. ניסוי זה בוצע ללא פיקוח ובכלים שאינם מאושרים לטיפול בבני אדם. מעבר לכך, לא היה צורך רפואי בכך. כתוצאה מהניסוי נולדו שתי בנות ונראה שבחלק מתאיהן אין גן CCR5 תקין. כך אנו רואים כי ברגע שהטכנולוגיה נעשית זמינה אנו נוטים להשתמש בה, לטוב ולרע.

חשוב לציין כי בשני המיקרים העריכה הגנומית בוצעה על אותו הגן. ההבדל אינו נעוץ בטכנולוגיה כי אם בצורת השימוש בה. בעזרת טכנולוגיות של עריכה גנומית ניתן לרפא מחלות תורשתיות, להנדס את מערכת החיסון ולפתח טיפולים חדשניים לסרטן. מדובר על מהפכה אמיתית שתשנה את עולם הרפואה.

  • מאמרים נוספים שיכולים לעניין אותך

דת הדאטה 

מקור המילה "דת" (חוק, משפט, פקודת המלך) הוא, כנראה, מפרסית. שמו של אחד מבני המן, פרשנדתא, – הוא גם כינויו של רש"י, פרשן-דתא, כלומר פרשן

קרא עוד »
  • צרו קשר
  • מאמרים לפי קטגוריה
  • הירשמו לניוזלטר
סגירת תפריט
×
×

עגלת קניות