تم تطوير نظام هندسة الكروموسومات القابلة للبرمجة الجديد من قبل علماء صينيين من خلال تحسين طرق تحرير الجينات الموجودة، ويمكنه التلاعب بقطع الحمض النووي بكفاءة أكبر بنحو 3.5 مرة من محرر الإنزيم الأصلي - الصورة: SCMP
نجح فريق بحثي بقيادة البروفيسور قاو كايشيا من معهد علم الوراثة وعلم الأحياء التنموي في الأكاديمية الصينية للعلوم في حل التحدي الذي استمر لعقود من الزمن المتمثل في تحرير أجزاء كبيرة من الحمض النووي تحتوي على آلاف إلى ملايين الأزواج القاعدية.
أحدثت أدوات مثل كريسبر ثورةً في مجال تحرير الجينات في الماضي، لكنها اقتصرت في الغالب على جينات فردية أو على بضعة أزواج قواعد. ولا يزال تعديل أجزاء طويلة من الحمض النووي بدقة يُمثل تحديًا.
نُشر بحث فريق البروفيسور كاو تاي ها في المجلة العلمية Cell ، مُقدّمًا بذلك نظام "هندسة الكروموسومات القابلة للبرمجة" (PCE). تتيح هذه التقنية تعديلًا دقيقًا لأجزاء كبيرة جدًا من الحمض النووي، وهي فعالة بشكل خاص في الكائنات الحية المتقدمة مثل النباتات.
وفقًا للأكاديمية الصينية للعلوم (فرع بكين)، يُمكن لتقنية PCE أن تفتح آفاقًا جديدة في تربية النباتات، وتحسين خصائص المنتجات الزراعية، وعلاج الأمراض الوراثية. كما تُمثل خطوةً مهمةً نحو إنتاج "كروموسومات اصطناعية"، وهي منصة واعدة في مجال البيولوجيا التركيبية من الجيل التالي.
وقال البروفيسور ين هاو، خبير تحرير الجينات في جامعة ووهان، إن هذا "تقدم كبير للغاية" ويمكن أن يضع الأساس لاختراقات ثورية في الطب والزراعة .
بدأت هذه الرحلة مع Cre-Lox، وهو إنزيم تم اكتشافه في ثمانينيات القرن العشرين، والذي لعب دورًا رئيسيًا في الطب الحيوي في إدخال أو عكس أو استبدال أجزاء كبيرة من الحمض النووي.
ومع ذلك، فإن تقنية Cre-Lox تعاني من العديد من القيود: حيث تنخفض الكفاءة بشكل حاد عندما يكون جزء الحمض النووي الذي يجب تحريره طويلاً للغاية، ومن السهل ترك "ندوب" جينية، وهناك خطر من عكس التغيير، مما يجعل النتائج غير مستقرة.
أعاد فريق البروفيسور كاو تاي ها تصميم استراتيجية التحرير بأكملها للتغلب على نقاط الضعف المذكورة أعلاه. ونتيجةً لذلك، تتمتع تقنية PCE بكفاءة أعلى بثلاث مرات ونصف من تقنية Cre-Lox، مما يقضي تمامًا على "الندوب" الجينية ويقلل من احتمالية عكس التحرير.
يعتبر البروفيسور دوان هاو هذه خطوةً كبيرةً للأمام. ويوضح أنه في الماضي، كان الباحثون يضطرون إلى تعديل ما يصل إلى ألف بذرة لاختيار بذرة تُلبي المتطلبات. أما مع الأداة الجديدة، فيمكن تقليل هذا العدد إلى 100 بذرة فقط، مما يوفر قدرًا كبيرًا من الوقت والجهد.
وقال البروفيسور دوآن هاو: "على مدى السنوات الأربعين الماضية، كانت هذه حالة نادرة تقريبًا، وحتى غير مسبوقة، عندما تم تعديل إنزيم بنجاح لتعزيز قدرته على أن يصبح أداة شائعة لتحرير الجينات".
وأعرب البروفيسور عن أمله في أن يتمكن نظام PCE في المستقبل من استبدال أدوات Cre-Lox المستخدمة على نطاق واسع في المختبرات في جميع أنحاء العالم ، مما يفتح إمكانات جديدة للأبحاث الطبية والهندسة الزراعية.
المصدر: https://tuoitre.vn/nhom-nghien-cuu-trung-quoc-tao-cong-cu-chinh-sua-chinh-xac-hang-trieu-doan-adn-20250811145220972.htm
تعليق (0)