Mårzï¥ē
کاربر نگاه دانلود
تولید آنتی بیوتیک های هوشمند با استفاده از سیستم CRISPR-Cas
آنتی بیوتیکها مسیرهای حفاظت شده و یا ساختارهای دخیل در رشد باکتریها را مورد هدف خود قرار می دهند و نمی توانند یک باکتری خاص را به صورت انتخابی در یک جمعیت میکروبی از بین ببرند و معمولا اغلب باکتریها را تحت تاثیر قرار می دهند. برای حل این مشکل محققان دانشگاهRockefeller و همکارانشان در حال کار بر روی آنتی‌بیوتیک‌های باهوش هستند.
سرپرست آزمایشگاه باکتری شناسی و محقق اصلی این طرح دکتر Marraffini می‌گوید:
"ما موفق شدیم یک آنزیم باکتریایی به نام Cas9 را در آزمایشگاه برنامه ریزی کرده و یک توالی DNA اختصاصی را هدف قرار داده و برش دهیم. این روش انتخابی باعث سالم ماندن جمعیت میکروبی مفید می‌شود. آزمایشات ما مشخص کرد که با استفاده از این روش و باقی ماندن میکروب‌های مفید از بیماری‌های ثانویه محافظت خواهد شد. در نتیجه دو ضرر اصلی (از بین رفتن میکروب‌های مفید و احتمال بیماری‌های ثانویه) که به وسیله درمان با آنتی بیوتیک‌های قدیمی ایجاد می‌شد از میان می‌رود."
به عنوان مثال، این روش جدید میتواند خطر ابتلا به Clostridium Difficile که باعث آلودگی روده شده و به دلیل استفاده بیش از اندازه آنتی بیوتیکها به صورت یک عامل نگران کننده جدید ظاهر شده است را از میان بر می‌دارد.
آنزیم نوکلئاز Cas9 بخشی از سیستم دفاعی باکتریها بر علیه عوامل ویروسی است. این گروه، از این سیستم ایمنی باکتریایی به نام CRISPR استفاده کرده و از آن بر علیه بعضی میکروب‌ها استفاده کردند. سیستم‌های CRISPR دارای توالی‌های ژنتیکی منحصر به فردی به نام فاصله انداز (spacer) می‌باشند که همانند توالی‌های ویروسی هستند. آنزیم‌های همراهی کننده CRISPR که Cas9 یکی از آنهاست، از این توالی‌های فاصله انداز به عنوان راهنمایی برای شناسایی و تخریب مهاجم‌های ویروسی استفاده می‌کنند.
این محققان توانسته اند Cas9 را با استفاده از مهندسی ژنتیک و تغییر توالی فاصله انداز با ژنهای باکتریایی و سپس انتقال آنها به درون سلول، به سمت هدف‌های انتخابی هدایت کنند. بر اساس محل هدف در ژنوم یک سلول باکتریایی، Cas9 میتواند سلول را کشته یا ژن هدف را از بین ببرد. این گروه همچنین متوجه شدند که در بعضی موارد این روش درمانی میتواند از به دست آوردن ژنهای مقاومت توسط باکتری جلوگیری کند.
آنتی بیوتیکها مسیرهای حفاظت شده و یا ساختارهای دخیل در رشد باکتریها را مورد هدف خود قرار می دهند و نمی توانند یک باکتری خاص را به صورت انتخابی در یک جمعیت میکروبی از بین ببرند و معمولا اغلب باکتریها را تحت تاثیر قرار می دهند. برای حل این مشکل محققان دانشگاهRockefeller و همکارانشان در حال کار بر روی آنتی‌بیوتیک‌های باهوش هستند.
سرپرست آزمایشگاه باکتری شناسی و محقق اصلی این طرح دکتر Marraffini می‌گوید:
"ما موفق شدیم یک آنزیم باکتریایی به نام Cas9 را در آزمایشگاه برنامه ریزی کرده و یک توالی DNA اختصاصی را هدف قرار داده و برش دهیم. این روش انتخابی باعث سالم ماندن جمعیت میکروبی مفید می‌شود. آزمایشات ما مشخص کرد که با استفاده از این روش و باقی ماندن میکروب‌های مفید از بیماری‌های ثانویه محافظت خواهد شد. در نتیجه دو ضرر اصلی (از بین رفتن میکروب‌های مفید و احتمال بیماری‌های ثانویه) که به وسیله درمان با آنتی بیوتیک‌های قدیمی ایجاد می‌شد از میان می‌رود."
به عنوان مثال، این روش جدید میتواند خطر ابتلا به Clostridium Difficile که باعث آلودگی روده شده و به دلیل استفاده بیش از اندازه آنتی بیوتیکها به صورت یک عامل نگران کننده جدید ظاهر شده است را از میان بر می‌دارد.
آنزیم نوکلئاز Cas9 بخشی از سیستم دفاعی باکتریها بر علیه عوامل ویروسی است. این گروه، از این سیستم ایمنی باکتریایی به نام CRISPR استفاده کرده و از آن بر علیه بعضی میکروب‌ها استفاده کردند. سیستم‌های CRISPR دارای توالی‌های ژنتیکی منحصر به فردی به نام فاصله انداز (spacer) می‌باشند که همانند توالی‌های ویروسی هستند. آنزیم‌های همراهی کننده CRISPR که Cas9 یکی از آنهاست، از این توالی‌های فاصله انداز به عنوان راهنمایی برای شناسایی و تخریب مهاجم‌های ویروسی استفاده می‌کنند.
این محققان توانسته اند Cas9 را با استفاده از مهندسی ژنتیک و تغییر توالی فاصله انداز با ژنهای باکتریایی و سپس انتقال آنها به درون سلول، به سمت هدف‌های انتخابی هدایت کنند. بر اساس محل هدف در ژنوم یک سلول باکتریایی، Cas9 میتواند سلول را کشته یا ژن هدف را از بین ببرد. این گروه همچنین متوجه شدند که در بعضی موارد این روش درمانی میتواند از به دست آوردن ژنهای مقاومت توسط باکتری جلوگیری کند.
