معرفی سیستم CRISPRi به عنوان ابزار جدید ویرایش ژنوم
عنوان دوره: بیست و یکمین کنگره گیاه پزشکی ایران
نویسندگان
چکیده
چکیده
بسیاری از باکتریها (50%) و اکثر آرکئاها (99%) مکانیسم های دفاعی و تنظیم کننده تکامل یافته ای دارند که سلول ها را در برابر باکتریوفاژها و پلاسمیدهای مهاجم الحاق شونده محافظت می کند. یکی از این مکانیسم ها استفاده از یکسری توالی های کوتاه تکرار شونده خوشه ای (Clustered, Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, CRISPRs) می باشد. این مکانیسم اخیرا کشف شده، یک سیستم ایمنی وراثتی را در میزبان فراهم می کند دارای دو خصوصیت برجسته است. اولا میزبان بطور تخصصی می تواند توالی های کوتاهی از عناصر ژنتیکی مهاجم مانند ویروس و پلاسمید را در نواحی از ژنوم خود که بوسیله CRISPR شناسایی می شود، ترکیب نماید. این لوکوس هاس تکراری به عنوان کارت های واکسیناسیون مولکولی عمل می کنند. دوما با رونویسی این توالی ها و پردازش آنها به RNAهای کوچک، این RNAها می توانند کمپلکس های پروتئینی چند منظوره (پروتئین های Cas) را برای تشخیص و برش عناصر ژنتیکی مهاجم خارجی هدایت نمایند. سه تیپ مختلف I، II و III از سیستم CRISPR/Cas وجود دارد، در سیستم تیپ II پروتئین Cas9به عنوان نوکلئاز DNAی هدایت شده توسط RNA عمل کرده و DNA را در بالادست ناحیه تشخیص هدف توسط crRNA-tracrRNA برش می دهد. این سیستم در سالهای اخیر به عنوان یک ابزاز قدرتمند جدید برای ویرایش ژنوم مورد بررسی قرار گرفته و در دستکاری ژنتیکی سلول های انسانی، مخمر، موش، نماتد، حشره و گیاه بکار برده شده است. این مقاله مروری بر درک مکانیسم های سیستم CRISPR/Cas و پتانسیل آن در کاربردهای بیوتکنولوژی می باشد.
بسیاری از باکتریها (50%) و اکثر آرکئاها (99%) مکانیسم های دفاعی و تنظیم کننده تکامل یافته ای دارند که سلول ها را در برابر باکتریوفاژها و پلاسمیدهای مهاجم الحاق شونده محافظت می کند. یکی از این مکانیسم ها استفاده از یکسری توالی های کوتاه تکرار شونده خوشه ای (Clustered, Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, CRISPRs) می باشد. این مکانیسم اخیرا کشف شده، یک سیستم ایمنی وراثتی را در میزبان فراهم می کند دارای دو خصوصیت برجسته است. اولا میزبان بطور تخصصی می تواند توالی های کوتاهی از عناصر ژنتیکی مهاجم مانند ویروس و پلاسمید را در نواحی از ژنوم خود که بوسیله CRISPR شناسایی می شود، ترکیب نماید. این لوکوس هاس تکراری به عنوان کارت های واکسیناسیون مولکولی عمل می کنند. دوما با رونویسی این توالی ها و پردازش آنها به RNAهای کوچک، این RNAها می توانند کمپلکس های پروتئینی چند منظوره (پروتئین های Cas) را برای تشخیص و برش عناصر ژنتیکی مهاجم خارجی هدایت نمایند. سه تیپ مختلف I، II و III از سیستم CRISPR/Cas وجود دارد، در سیستم تیپ II پروتئین Cas9به عنوان نوکلئاز DNAی هدایت شده توسط RNA عمل کرده و DNA را در بالادست ناحیه تشخیص هدف توسط crRNA-tracrRNA برش می دهد. این سیستم در سالهای اخیر به عنوان یک ابزاز قدرتمند جدید برای ویرایش ژنوم مورد بررسی قرار گرفته و در دستکاری ژنتیکی سلول های انسانی، مخمر، موش، نماتد، حشره و گیاه بکار برده شده است. این مقاله مروری بر درک مکانیسم های سیستم CRISPR/Cas و پتانسیل آن در کاربردهای بیوتکنولوژی می باشد.
کلیدواژه ها