วันนี้จะมาคุยเรื่อง จีโนมวิศวกรรมกับ CRISPR ที่สำคัญต่อโลก และอาจจะสามารถเปลี่ยนแปลงสิ่งมีชีวิตบนโลกนี้ได้ทั้งหมดอีกด้วย
CRISPR คืออะไร?
คริสเปอร์ เป็นวงศ์ของลำดับดีเอ็นเอในแบคทีเรีย ซึ่งในลำดับมีส่วนของดีเอ็นเอ จากไวรัสที่เคยโจมตีแบคทีเรียนั้น
แบคทีเรียใช้ส่วนเหล่านี้ในการตรวจหาและทำลายดีเอ็นเอจากไวรัสที่คล้ายกัน. ในการโจมตีครั้งถัดไปลำดับเหล่านี้ทำหน้าที่สำคัญในระบบภูมิคุ้มกันของแบคทีเรีย และเป็นพื้นฐานของเทคโนโลยีที่เรียกว่า คริสเปอร์
อาจจะฟัง งงๆ ขอสรุปเป็นภาษาทั่วๆ ไปคือ CRISPR หรือ การทำซ้ำ (interspaced short palindromic) เป็นส่วนหนึ่งของระบบป้องกันของเจ้าแบคทีเรียนั่นเองซึ่งเราเอามาเป็นพื้นฐานของระบบ CRISPR
ระบบภูมิคุ้มกัน CRISPR ปกป้องแบคทีเรียจากการโจมตีของไวรัสซ้ำ ๆ ผ่านสามขั้นตอน ดังนี้
การปรับตัว => เมื่อ DNA จากไวรัสบุกรุกแบคทีเรีย DNA ของไวรัสจะถูกประมวลเป็นส่วนสั้น ๆ และถูกทำขึ้นใหม่ สิ่งเหล่านี้จะทำหน้าที่เป็นหน่วยความจำทางพันธุกรรมของการติดเชื้อครั้งก่อน
การผลิต => CRISPR RNA ลำดับ CRISPR ผ่านการถอดรหัสรวมถึง spacers และยีน Cas สร้าง RNA แบบเส้นเดี่ยว RNA เรียกว่า CRISPR RNA ซึ่งมีสำเนาลำดับ DNA ของไวรัสที่บุกรุกเข้ามาใน spacers
การกำหนดเป้าหมาย => CRISPR RNAs จะระบุ DNA ของไวรัสและให้คำแนะนำโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับ CRISPR โปรตีนจะแยกและทำลายสารที่เป็นเป้าหมายของไวรัส
CRISPR นั้นมีหลายรูปแบบหน้าที่ต่างกัน แต่ในที่นี้เราจะมาดูในเรื่องของ CRISPR/Cas9 มีการยืนยันจากนักวิจัยว่า CRISPR/Cas9 นั้นสามารถใช้ได้กับสิ่งมีชีวิตเกือบทุกชนิดโดยมุ่งเน้นไปในทางพืชที่มีความสำคัญต่อการเกษตร ซึ่งมัน สามารถใช้ในพืชเพื่อปรับปรุงลักษณะ หรือ ทำให้พืชมีความต้านทานโรคมากขึ้น
ศาสตราจารย์ Jennifer Doudna หนึ่งในผู้บุกเบิกการแก้ไขยีน Crispr-Cas9 อธิบายว่าการค้นพบที่สำคัญนี้ช่วยให้การเปลี่ยนแปลง DNA ของเราแม่นยำซึ่งสามารถใช้ในการแก้ไขการกลายพันธุ์ที่ทำให้เกิดโรคทางพันธุกรรมและกำจัดมันออกอย่างสมบูรณ์ (ดูวีดีโอได้ที่นี่ https://www.youtube.com/watch?v=_PU5bCflzEM)
CRISPR ดียังไง?
แม้ว่า พืชดัดแปรพันธุกรรม มีมานานหลายทศวรรษ เอนไซม์ Cas9 ในปัจจุบันถูกลงและสามารถทำเองได้ง่ายอย่างไม่น่าเชื่อ ในอดีตมันอาจมีค่าใช้จ่ายหลายแสนและใช้เวลาเป็นสัปดาห์หรือเป็นเดือนในการดัดแปลงยีน แต่ตอนนี้มันมีราคาเพียงไม่กี่พัน และใช้เวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมง และเทคนิคนี้ใช้ได้กับสิ่งมีชีวิตทุกชนิด
สามารถสั่งซื้อเครื่องมือการทดลองได้ที่นี่ https://www.synthego.com/products/crispr-kits
มาดูตัวอย่างความสำเร็จที่ใช้เทคโนโลยี CRISPR กัน
1. ตัวอย่างของโรคราน้ำค้างมะเขือเทศซึ่งเป็นหนึ่งในโรคแบคทีเรียที่นักวิจัยต้องการกำจัดในพืชด้วยการใช้เทคโนโลยี CRISPR/Cas9
http://www.tsl.ac.uk/staff/sophien-kamoun/
2. โกโก้ สามารถส่งเสริมระบบภูมิคุ้มกันของพืชต้นโกโก้เพื่อต่อต้านไวรัสที่ทำลายพืชของแอฟริกาตะวันตก
3. ข้าว สามารถเพิ่มผลผลิตธัญพืชเพิ่มขึ้น 25 ถึง 30 เปอร์เซ็นต์โดยไม่ลดทอนความทนทานต่อสภาพภูมิอากาศที่ยากลำบาก
4. มะเขือเทศ สามารถปรับปรุงรสชาติ และกลิ่นของมะเขือเทสให้ดียิ่งขึ้น
5. ข้าวโพด สามารถเพิ่มผลผลิตได้มากขึ้นในสภาวะแม้แห้งแล้ง
6. เห็ด มหาวิทยาลัยแห่งรัฐเพนซิลเวเนียตรวจสอบจุดสีน้ำตาลที่ไม่พึงประสงค์ต่อยีนเมลานิน ด้วยการปรับแต่งรูปลักษณ์และอายุการเก็บรักษาที่ดีขึ้น
CRISPR นั้นมีบทบาทสำคัญในการแก้ไขจีโนมในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ระบบนี้มีการใช้งานอย่างกว้างขวางในการปรับปรุงพืชและสัตว์รวมถึงในด้านการแพทย์ ในปัจจุบัน ถือเป็นหนึ่งในความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของศตวรรษที่ 21
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
