CRISPR-ийн нээлт: Ковид, томуу, RSV-г нэгэн зэрэг оношлох боломж нээгдлээ
Уншихад зарцуулах хугацаа: ~5 минут
Гол санаанууд
- Cas12a2 гэдэг шинэ фермент нь РНХ-ийг онилон устгах чадвараараа Ковид-19, томуу, RSV зэрэг РНХ-вирусуудыг хурдан илрүүлэх боломж нээв.
- Идэвхжсэн үед “collateral cleavage” буюу хам устгал үүсгэж, гэрлэн дохиогоор вирусын оршихуйг илрүүлнэ.
- Нэг сорьцод олон чиглүүлэгч РНХ-ийг зэрэг ашиглан олон вирусыг нэгэн зэрэг ялган таних боломжтой.
- Өрөөний температурт, тусгай тоног төхөөрөмжгүйгээр ажиллах боломж нь хямд, хурдан, хэрэглэгчдэд ээлтэй оношлуур бүтээх үндэс болно.
- Энэхүү арга нь амьсгалын замын өвчнөөс цаашлаад бусад халдварт өвчин болон хорт хавдрыг эрт илрүүлэх боломжийг тэлнэ.
Товч танилцуулга
Өвлийн улиралд ханиад томууны шинж тэмдэг илрэхэд бидэнд “Энэ Ковид уу, улирлын томуу юу, эсвэл RSV вирус үү?” гэсэн түгээмэл асуулт тулгардаг. Эдгээр өвчин нь ижил төстэй шинж тэмдэгтэй тул ялгахад хэцүү, оношлоход олон төрлийн шинжилгээ шаардлагатай болдог. Тэгвэл эрдэмтэд CRISPR технологийн тусламжтайгаар эдгээр гурван вирусыг нэгэн зэрэг, хурдан хугацаанд илрүүлэх цоо шинэ оношлуур бүтээх боломжийг нээсэн нээлт хийжээ.
Оношлогооны шинэ эриний эхлэл: Cas12a2 фермент
Энэхүү судалгааны гол ололт бол Cas12a2 хэмээх шинэ төрлийн ферментийг нээсэнд оршино. Харвардын их сургуулийн Виссийн хүрээлэн болон Массачусетсийн Технологийн их сургуулийн (MIT) эрдэмтдийн баг энэхүү ферментийг нээсэн бөгөөд энэ нь генийн мэдээлэл агуулдаг РНХ (Рибонуклейн хүчил) молекулыг онилон устгах өвөрмөц чадвартай юм.
CRISPR технологи нь ихэвчлэн генийг засах, өөрчлөх зорилгоор ашиглагддагаараа алдартай. Харин энэ удаад эрдэмтэд уг технологийг оношлогооны салбарт ашиглах шинэ гарцыг нээжээ. Судалгааг ахлан явуулсан MIT-ийн судлаач Омар Абудайех хэлэхдээ,
“Cas12a2 фермент нь бидний хайж байсан яг тэр зүйл байсан. Энэ нь зөвхөн РНХ-г таньж устгадаг тул Ковид-19, томуу, RSV зэрэг РНХ-ийн бүтэцтэй вирусийг илрүүлэхэд төгс тохирч байна”.
Оношлуур хэрхэн ажиллах вэ?
Энэхүү шинэ оношлуурын ажиллах зарчим нь маш сонирхолтой бөгөөд ойлгомжтой. Cas12a2 фермент нь нэгэн төрлийн “молекулын хайч” гэж ойлгож болно. Гэхдээ энэ хайч маш өвөрмөц онцлогтой.
- Зорилтот вирусыг таних: Эрдэмтэд Cas12a2 ферментэд тодорхой нэг вирусийн (жишээлбэл, Ковид-19-ийн) РНХ-г таних “чиглүүлэгч РНХ” (guide RNA) холбож өгдөг. Энэ нь ферментэд яг юуг хайх ёстойг зааж өгөх газрын зураг л гэсэн үг.
- “Дайралтын дохио” идэвхжих: Хэрэв шинжилгээний сорьцонд хайж буй вирус байвал Cas12a2 фермент түүний РНХ-тэй холбогдоно. Энэ үед фермент идэвхжиж, зөвхөн тухайн вирусийн РНХ-г устгаад зогсохгүй, ойр орчимд байгаа бусад бүх РНХ молекулыг ялгалгүйгээр устгаж эхэлдэг. Эрдэмтэд энэ үзэгдлийг collateral cleavage буюу “хам хамааралгүй устгал” гэж нэрлэдэг.
- Гэрлэн дохио асах: Энэхүү хам устгах үйлдлийг ашиглан вирусыг илрүүлэх дохиог бий болгодог. Үүний тулд сорьцонд “дохиолол молекул” (reporter molecule) нэмж өгнө. Энэ нь нэг талдаа гэрэл ялгаруулагч, нөгөө талдаа тэрхүү гэрлийг дарагчтай, богино хэлхээт РНХ юм. Хэвийн үед гэрэл гарахгүй. Харин Cas12a2 фермент идэвхжин, замд таарсан бүхнээ устгаж эхлэхэд эдгээр дохиолол молекулыг тасдаж, гэрэл ялгаруулагч хэсгийг чөлөөлнө. Үүний үр дүнд сорьцноос гэрэл асч, энэ нь тухайн вирус байгааг илтгэх дохио болдог.
Нэг шинжилгээгээр олон вирусыг илрүүлэх нь ямар ач холбогдолтой вэ?
Энэхүү технологийн хамгийн том давуу тал нь нэгэн зэрэг олон төрлийн вирусыг ялган оношлох боломжтойд оршино.
Эрдэмтэд нэг л шинжилгээний хуруу шилэнд:
- Ковид-19-ийг таних чиглүүлэгч РНХ,
- А хүрээний томууг таних чиглүүлэгч РНХ,
- В хүрээний томууг таних чиглүүлэгч РНХ,
- RSV вирусыг таних чиглүүлэгч РНХ-г тус тусад нь Cas12a2 ферменттэй хамт хийж өгнө.
Үүний зэрэгцээ вирус тус бүрд өөр өөр өнгийн гэрлэн дохио (улаан, ногоон, цэнхэр г.м) ашиглах боломжтой. Жишээлбэл, хэрэв сорьц улаан өнгөөр гэрэлтвэл Ковид-19, ногоон өнгөөр гэрэлтвэл томуугийн А хүрээний вирус байна гэж шууд ялган таних юм.
Судалгааны багийн гишүүн, Виссийн хүрээлэнгийн эрдэмтэн Жулиа Жоунг “Энэ технологи нь оношлогоог нэг шатны, маш энгийн үйлдэл болгох боломжтой. Бид өрөөний температурт, ямар нэг тусгай тоног төхөөрөмжгүйгээр үр дүнгээ гаргаж чадсан” хэмээн онцолжээ.
Энэ нь ирээдүйд гэрийн нөхцөлд хэрэглэх боломжтой, хямд өртөгтэй, хэрэглэхэд хялбар оношлуур бүтээх суурь болж байгаа юм.
Дүгнэлт
Энэхүү нээлт нь зөвхөн амьсгалын замын өвчний оношлогоог сайжруулаад зогсохгүй, бусад олон төрлийн халдварт өвчин, тэр ч байтугай хорт хавдрыг эрт үед нь илрүүлэх шинэ боломжуудыг нээж байна. Cas12a2 ферментэд суурилсан оношлогооны технологи нь хурдан, хямд, өндөр мэдрэмжтэй бөгөөд нэгэн зэрэг олон өвчнийг илрүүлэх чадвартайгаараа ирээдүйн анагаах ухаанд чухал хувь нэмэр оруулах нь дамжиггүй. Энэ нь нийгмийн эрүүл мэндийн салбарт тулгардаг олон сорилтыг даван туулахад туслах хүчирхэг зэвсэг болох юм.