CRISPR нэгэн зэрэг 3 вирус оношлох боломжийг нээлээ

CRISPR-ийн нээлт: Ковид, томуу, RSV-г нэгэн зэрэг оношлох боломж нээгдлээ

Уншихад зарцуулах хугацаа: ~5 минут

Оршил

Өвлийн улиралд амьсгалын замын халдварт өвчин ихэсдэг. Ханиалгаж, халуурсан хүн өөрийгөө Ковид-19, улирлын томуу, эсвэл RSV (Респиратор синцитиал вирус) вирусийн аль нь туссаныг мэдэхэд бэрх. Эдгээр өвчний шинж тэмдэг хоорондоо тун төстэй тул нарийн оношлохын тулд тус бүрд нь шинжилгээ өгөх шаардлагатай болдог. Гэвч энэ байдлыг эрс өөрчилж болох шинэ нээлтийг эрдэмтэд хийжээ.

Тэд CRISPR хэмээх генийн засварлах технологийг ашиглан дээрх гурван вирусыг нэгэн зэрэг, хурдан хугацаанд илрүүлэх чадвартай оношлогооны цоо шинэ аргыг боловсруулсан байна. Энэхүү нээлт нь ирээдүйд оношлогооны салбарт томоохон хувьсгал хийх 잠재цтай юм.

Гол асуудал: Яагаад нэгдсэн оношлогоо хэрэгтэй вэ?

Одоогийн оношлогооны гол арга болох ПГУ (Полимеразын гинжин урвал) шинжилгээ нь маш нарийвчлалтай боловч ихэвчлэн зөвхөн нэг төрлийн вирусыг илрүүлэх зориулалттай байдаг. Энэ нь өвчтөн болон эмнэлгийн хувьд цаг хугацаа, зардал ихтэй бөгөөд хэд хэдэн удаагийн шинжилгээ шаардах тохиолдол элбэг. Ялангуяа цар тахлын үед аль вирусын халдвар тархаж байгааг хурдан тодорхойлох нь нийгмийн эрүүл мэндийн хувьд нэн чухал байдаг.

Эрдэмтэд энэ сорилтыг даван туулахын тулд CRISPR технологийн шинэ боломжийг судалж, Cas12a2 хэмээх өвөрмөц ферментийг (энзим) нээжээ. Энэхүү фермент нь оношлогооны процессыг хялбарчилж, нэгэн зэрэг олон төрлийн вирусыг илрүүлэх түлхүүр болж байна.

CRISPR ба Cas12a2 фермент хэрхэн ажилладаг вэ?

CRISPR технологийг анх “генийн хайч” гэдгээр нь хүмүүс мэддэг болсон. Энэ нь ДНХ-ийн тодорхой хэсгийг маш нарийн олж, таслан засварлах чадвартай байдаг. Харин оношлогооны зорилгоор ашиглахдаа энэхүү “хайчлах” үйлдлийг вирусын генетикийн материалыг (ихэвчлэн РНХ) илрүүлэх дохио болгон ашигладаг.

Шинээр нээгдсэн Cas12a2 фермент нь бусад CRISPR-ийн ферментүүдээс нэгэн чухал ялгаатай.

1. Зорилтот материал: Энэ фермент нь вирусын РНХ-г таних чадвартай.
2. Өвөрмөц үйлдэл: Зорилтот РНХ-гээ олж танимагц “идэвхжиж”, зөвхөн түүнийг устгаад зогсохгүй, ойр орчимд нь байгаа бүх төрлийн генетикийн материалыг (ДНХ, РНХ) хайр найргүй “жижиглэн устгаж” эхэлдэг. Эрдэмтэд энэ үйлдлийг “collateral cleavage” буюу “хам хамааралтай устгал” гэж нэрлэжээ.

Энэхүү замбараагүй мэт устгах үйлдэл нь оношлогооны хувьд маш хүчтэй дохио болж өгдөг байна.

Нэг шинжилгээгээр олон вирусыг илрүүлэх аргачлал

Энэхүү нээлтэд суурилсан оношлогооны тест дараах байдлаар ажиллана.

1. 1-р алхам: Шинжилгээний уусмалд Cas12a2 ферментийг Ковид-19, томуу, RSV вирусийн РНХ-г таних тусгай “удирдамж РНХ”-тэй (guide RNA) хамт хийнэ.
2. 2-р алхам: Мөн уусмалд “мэдээлэгч молекул” (reporter molecule) нэмнэ. Энэ нь таслагдаж, устгагдах үедээ гэрэлтдэг буюу өнгө ялгаруулдаг онцгой молекул юм. Вирус тус бүрд өөр өөр өнгөөр гэрэлтдэг мэдээлэгчийг ашиглаж болно (жишээ нь, Ковид-д улаан, томууд ногоон, RSV-д цэнхэр).
3. 3-р алхам: Өвчтөний сорьцыг (хамрын арчдас гэх мэт) уусмалд хийнэ.

Үр дүн: Хэрэв өвчтөний сорьцод, жишээлбэл, Ковид-19 вирус байвал Cas12a2 фермент түүний РНХ-г таньж идэвхжинэ. Ингээд ойр орчмынхоо бүх материалыг, тэр дундаа улаан өнгө ялгаруулдаг мэдээлэгч молекулыг устгаж эхэлнэ. Үүний үр дүнд уусмал улаан өнгөөр гэрэлтэж, Ковид-19-ийн халдвар авсан болохыг илтгэнэ.

Германы Вюрцбургийн их сургуулийн судлаачдын үзэж буйгаар, Cas12a2 ферментийн энэхүү онцлог нь “оношлогооны салбарт маш хүчирхэг, уян хатан хэрэгсэл” болох боломжтойг харуулж байна.

Энэ аргын гол давуу тал нь нэг хуруу шилэнд олон төрлийн вирусыг оношлох боломжийг олгож буйд оршино.

Дүгнэлт ба ирээдүйн ач холбогдол

Энэхүү судалгаа нь онолын шатандаа байгаа ч амьсгалын замын өвчний оношлогоог эрс хялбарчлах өндөр нөөц бололцоотойг харууллаа. Хэрэв энэ технологи амжилттай нэвтэрвэл дараах давуу талуудыг бий болгоно:

• Хурд: Нэгэн зэрэг олон вирусыг богино хугацаанд илрүүлнэ.
• Хялбар байдал: Өвчтөн болон эмнэлгийн ачааллыг бууруулна.
• Өртөг: Олон дахин шинжилгээ хийх зардлыг хэмнэнэ.
• Өргөн хэрэглээ: Зөвхөн амьсгалын замын вирус гэлтгүй, бусад төрлийн халдварт өвчин, цаашлаад хорт хавдрын генетик маркерийг илрүүлэх зэрэгт ашиглах боломжтой.

Энэхүү нээлт нь CRISPR технологийн анагаах ухаанд гүйцэтгэх үүрэг улам бүр нэмэгдэж буйн тод жишээ бөгөөд ирээдүйд биднийг илүү хурдан, нарийвчлалтай, хүртээмжтэй оношлогооны эрин үе хүлээж байгааг илтгэж байна.