Ang bakterya ng bakterya ay nakakaapekto sa bacterial cells, bacterial virus. mula sa www.shutterstock.com
Ngayon, ang pang-agham na komunidad ay napakasindak sa inaasam-asam ng pag-edit ng gene upang lumikha "Taga-disenyo" ng mga tao. Ang pag-edit ng gene ay maaaring may mas malaking bunga kaysa sa pagbabago ng klima, o kahit na ang mga kahihinatnan ng pagbubuhos ng enerhiya ng atom.
CRISPR ay isang acronym para sa Clustered Regular Interspaced Maikling Palindromic Repeats. Ito ang immune system na binuo ng mga bakterya upang maprotektahan ang kanilang sarili mula sa mga impeksiyon ng bacteriophages - ang pinaka-likas na form sa buhay sa planeta.
Mas maliit kaysa sa anumang kilalang form sa buhay
Ang bakterya ay natuklasan sa Paris Felix d'Hérelle sa Pasteur Institute sa 1917. Siya ay nag-aaral ng isang subset ng mga pasyente na spontaneously pagbawi mula sa iti. Iminungkahi ng D'Hérelle na ang isang antimicrobe na mas maliit kaysa sa anumang kilalang porma ng buhay ay pumatay ng bakterya sa mga nahawaang pasyente. Tinukoy niya ang pagkakaroon ng bagong porma ng buhay na ito, at pinangalanan itong bacteriophages: mga virus na pag-atake ng bakterya.
Ang bacteriophage ay pinag-aralan nang masidhi: ang kagandahan nito ay inihayag sa mikroskopyo ng elektron at ang genome nito ang unang pagkakasunud-sunod ng buhay.
Pagtugon sa isang bacteriophage attack
Sa 2007, si Rodolphe Barrangou at Philippe Horvath ng kumpanya ng produksyon ng pagkain na si Danisco ay nakipagtulungan kay Sylvain Moineau ng Laval University upang malutas ang isang matagal na problema sa produksyon ng yogurt. Tinanong nila: Bakit mga bakterya na mahalaga para sa produksyon ng yogurt at keso na madaling kapitan sa pag-atake ng bacteriophage, at paano ito maiiwasan?
Ginawa ni Barrangou, Horvath at Moineau ang kahanga-hangang pagtuklas na ang bakterya ay talagang may immune system.
CRISPR: Nakuha ang mga Bacterial Immune System.
{youtube}yW0yA3qoH9A{/youtube}
Pagkatapos ng isang unang pag-atake ng bacteriophage, ang isang maliit na bilang ng mga nabubuhay na bakterya ay makikilala ang DNA ng bagong paglusob ng bacteriophage. Ang nabubuhay na bakterya ay pagkatapos ay i-mount ang isang immune response na humahantong sa pagkamatay ng bacteriophages. Ang bakterya na nakaligtas sa pag-atake sa phage ay naglalagay ng isang fragment ng bacteriophage DNA sa loob ng kanilang bacterial genome upang maglingkod bilang "memorya" ng impeksiyon.
Target at maputol
Barrangou, Horvath at Moineau noon Natuklasan kung paano inalis ang mga invading bacteriophage. Sa pagkilala sa bagong invading bacteriophage, itatakda ng bakterya at maputol ang DNA ng invading bacteriophage.
Naaalala sa Québec: CRISPR-Cas9: L'origine de la découverte | Sylvain Moineau.
{youtube}Bz0aN5qEkyw{/youtube}
Ang mga biologist na sina Jennifer Doudna at Emmanuelle Charpentier ay natuklasan pa na "mga gabay" ay nagbago sa bacterial immune system. Ang anumang bacteriophage na ang DNA ay tumutugma sa nakuha na memory fragment mula sa isang naunang impeksyon ay makikilala at mapapalitan ng isang "guided" elimination machinery. Magkasama, ang bacterial immune system na sumasaklaw sa mga fragment ng memory ng bacteriophage DNA at ang bacterial response machine ay kilala bilang CRISPR-Cas9 system.
Komersyal na pagsasamantala Sumunod ang pagtuklas. Doudna, Charpentier at iba pa ay nakilala na ang bagong biological system na ito ay maaaring gamitin upang ma-edit ang mga genes sa anumang form sa buhay.
Bozeman Science: Ano ang CRISPR?
{youtube}MnYppmstxIs{/youtube}
Ang sistema ng CRISPR-Cas9 ay hindi ang unang sistema ng pag-edit ng gene na natuklasan. Ang huling biochemist na si Michael Smith, habang nasa University of British Columbia, ay iginawad sa Nobel Prize sa 1993 para sa pagtuklas ng isang kemikal na paraan ng pag-edit ng gene sa mga application na may kaugnayan sa kanser at iba pang mga sakit.
UBC Science: Ang Legacy ni Dr. Michael Smith.
{youtube}khYP1dN5nRg{/youtube}
Bacteriophages bilang potensyal na solusyon
Napagmasdan ng D'Hérelle na ang parehong bacteriophage na ihiwalay mula sa mga pasyente na nagpapagaling mula sa iti ay maaaring gamitin upang protektahan ang mga rabbits mula sa isang nakamamatay na impeksiyon. Pagdating bago ang pagkatuklas ng mga antibiotics, ang pagtuklas ng d'Hérelle ay inspirasyon Sinclair Lewis upang ipakita ang bacteriophage therapy ng mga tao sa kanyang Pulitzer Prize-winning novel Arrowsmith.
Isa sa mga pinakamalaking koleksyon ng bacteriophages Ang globally ay sa Laval University. Si Sylvain Moineau ang tagapangasiwa, at ang koleksiyon ay pinangalanang pagkatapos ng Felix d'Hérelle.
Ang pag-asa ngayon ay ang bacteriophage therapy ay maaaring ituring na potensyal na solusyon sa antibyotiko paglaban. Gayunpaman, ang anumang mga inaasahan ng phage therapy ay dwarfed sa pamamagitan ng kasalukuyang pagsasamantala ng komersyal na benepisyo ng CRISPR-Cas9 system.
Ngayon, ang mga kahihinatnan ng pagbubukas ng isang Pandora's Box ay nasa amin. Ang aplikasyon ng sistema ng CRISPR-Cas9 upang makabuo ng mga tao ng taga-disenyo sa pamamagitan ng "mikrobyo-line" na pag-edit ng gene ng mga itinanim na itlog ng tao ay lumikha ng mga permanenteng pagbabago na nagpapatuloy sa sunud-sunod na mga henerasyon, at ang mga takot sa mga aksyong ito ay maihahambing sa mga bunga ng digmaang nukleyar at pagbabago ng klima.
Ngunit mayroong iba pang mga potensyal na mga aplikasyon ng "non-germline" CRISPR-Cas9, tulad ng pag-edit ng gene ng sakit. Ito ay kamakailan-lamang na matagumpay na natapos para sa muscular dystrophy sa mga aso. Akin sa gawa-gawa ng Pandora's Box, ang pesimismo tungkol sa "gene-line" na pag-edit ng gene ay maaaring mabawi ng pag-asa para sa benepisyo sa hinaharap sa sangkatauhan.
{youtube}lXmHA-XySmk{/youtube}
Tungkol sa Ang May-akda
John Bergeron, Emeritus Robert Reford Propesor at Propesor ng Medisina sa McGill, McGill University. Mapagmahal na pinapurihan ni John Bergeron si Kathleen Dickson bilang co-author.
Ang artikulong ito ay muling nai-publish mula sa Ang pag-uusap sa ilalim ng lisensya ng Creative Commons. Basahin ang ang orihinal na artikulo.
Mga Kaugnay Books
at InnerSelf Market at Amazon
