تشخیص فعالیت ابزارهای ویرایش ژن CRISPR در چشم غیر مسلح و چراغ قوه فرابنفش اکنون با کمک فناوری توسعه یافته در آزمایشگاه ملی Oak Ridge وزارت نیرو امکان پذیر است.
دانشمندان این ابزارهای تشخیص بلادرنگ را در گیاهان نشان داده اند و استفاده از آنها را در حیوانات، باکتری ها و قارچ ها با کاربردهای مختلف برای بیوتکنولوژی، امنیت زیستی، انرژی زیستی و کشاورزی پیش بینی کرده اند. این تیم توسعه موفقیت آمیز سیستم UV را در تحقیقات باغبانی و نشان دادن آنها برای اثبات اصل در آن توضیح داد زیست شناسی مصنوعی ACS.
فناوری‌های CRISPR به سرعت به ابزار اصلی مهندسی زیستی تبدیل شده‌اند و نسخه‌های جدید دائماً در حال توسعه هستند. شناسایی اینکه آیا یک موجود زنده توسط فناوری CRISPR اصلاح شده است یا خیر، قبلاً یک فرآیند پیچیده و زمان‌بر بوده است.
پل آبراهام، شیمیدان زیست تحلیلی و رئیس اکوسیستم ایمن ORNL می گوید: «پیش از این، تنها راه برای دانستن اینکه آیا مهندسی ژنومی پدیدار شده است یا خیر، انجام یک تجزیه و تحلیل پزشکی قانونی بود. برای موفقیت، باید بدانید که ژنوم قبل از بازنویسی چگونه است. ما می‌خواستیم پلتفرمی طراحی کنیم که بتوانیم فعالیت‌های CRISPR را به طور فعال نظارت کنیم.»
تیم تحقیقاتی یک راه‌حل مؤثر برای کشف خود ایجاد کرده است که از روش کار CRISPR برای امکان کشف فناوری بهره می‌برد. در شرایط عادی، CRISPR با اتصال به یک توالی RNA کوتاه معروف به RNA سرب عمل می کند، زیرا CRISPR را به یک توالی DNA منطبق هدایت می کند. هنگامی که DNA هدف پیدا شد، CRISPR با عمل به عنوان قیچی مولکولی کوچک برای بریدن یک یا هر دو رشته DNA، بسته به نوع فناوری CRISPR مورد استفاده، DNA را تغییر می‌دهد.
آبراهام روش آنها را به یک سیستم هشدار با دو جزء تشبیه کرد: بیوسنسور هدف‌گیری RNA، که فعالیت CRISPR را هدایت می‌کند، و یک پروتئین گزارشگر که فعالیت را مشخص می‌کند. محققان این دو جزء را در DNA بدن رمزگذاری می‌کنند تا سیستم نظارتی را فعال کنند.
با سیستم تشخیص خود در محل، RNA راهنمای بیوسنسور CRISPR را رهگیری می‌کند و از اتصال CRISPR به هدف ژنتیکی اصلی خود جلوگیری می‌کند و CRISPR را به یک توالی DNA خاص که یک پروتئین فلورسنت سبز غیرفعال یا GFP را کد می‌کند، هدایت می‌کند. هنگامی که CRISPR دنباله را ویرایش می کند، سوئیچ را تغییر می دهد که یک GFP کارآمد تولید می کند، که یک درخشش سبز ایجاد می کند که نشان دهنده حضور CRISPR است.
[embed]https://www.youtube.com/watch?v=mYvFyksphp8[/embed]
از آنجایی که برای مشاهده درخشش GFP به یک میکروسکوپ نیاز است، محققان روش اصلی خود را با جایگزینی GFP با یک پروتئین گزارشگر مشابه به نام eYGFPuv، که به عنوان نوع نور ماوراء بنفش که معمولاً به عنوان نور سیاه شناخته می شود، بهبود بخشیدند.
آبراهام گفت: «اکنون می‌توانیم بدون در نظر گرفتن اندازه، شکل و مکان ارگانیسم‌هایی که در حال ارزیابی هستیم، ببینیم که آیا CRISPR در زمان واقعی فعال است یا خیر. این انعطاف‌پذیری فرآیند مهندسی زیستی را سرعت می‌بخشد و استفاده از حسگرهای زیستی را در کاربردهای آزمایشگاهی و میدانی گسترش می‌دهد.»
از آنجایی که CRISPR برای استفاده کارآمد باید برای هر موجود زنده طراحی شود، دانستن اینکه آیا فناوری CRISPR در یک گیاه یا میکروب خاص کار می‌کند می‌تواند پیشرفت به سوی اهدافی مانند توسعه محصولات انرژی زیستی مقاوم به خشکی و باکتری‌های مهندسی برای تبدیل موثر گیاهان به سوخت‌های هوایی پایدار را تسریع کند.
کری اکرت، رئیس تیم زیست شناسی مصنوعی ORNL گفت: «این ابزارها به ما اجازه می‌دهند تا به سرعت تبدیل‌کننده‌های مثبت را با تغییرات ژنتیکی مورد نظر خود شناسایی کنیم.» ما به راحتی می‌توانیم گزینه‌هایی را در مقابل آنهایی که اصلاح نشده‌اند ببینیم».
حسگرهای زیستی همچنین روشی مؤثر برای یافتن اینکه آیا CRISPR پس از اعمال تغییرات مورد نظر هنوز فعال است یا خیر، ارائه می‌کنند. شیائوهان یانگ، زیست شناس مصنوعی و یکی از نویسندگان ORNL، کار ویرایش ژنوم CRISPR را با جراحی مفید مقایسه می کند، اما هشدار می دهد که "شما نمی خواهید جراح قیچی را پشت سر بگذارد" زیرا ادامه فعالیت CRISPR می تواند عوارض جانبی داشته باشد.
یانگ برنامه‌های حسگر زیستی را در نظر می‌گیرد که می‌تواند فرزندان گیاهان اصلاح‌شده را آزمایش کند، برای مثال، برای اطمینان از اینکه دستگاه ویرایش ژن به آنها منتقل نشده است. با استفاده از این فناوری می توان یک رشته کامل از محصولات را مطالعه کرد.
تیم تحقیقاتی حسگرهای زیستی خاصی را برای شناسایی ابزارهای مختلف CRISPR، از جمله هسته Cas9، ویرایشگر اصلی، ویرایشگر پایه و CRISPRa ایجاد کردند. آنها حسگرها را به طور جداگانه نشان دادند و هر سنسور وجود نوع خاصی از ابزار CRISPR را سیگنال می داد. آبراهام همچنین پتانسیل ترکیب حسگرهای زیستی را در نسخه‌ای می‌بیند که دارای چندین فناوری ویرایش ژن در یک زمان باشد.
آبراهام گفت: "ما به بهینه سازی این حسگرهای زیستی برای بهبود امنیت بیوتکنولوژی نسل بعدی ادامه خواهیم داد."
نقل قول: حسگرهای زیستی جدید ویرایش ژن CRISPR را روشن می کند (2021، 9 دسامبر)، بازیابی شده در 9 دسامبر 2021 از https://phys.org/news/2021-12-biosensors-crispr-gene.html
این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هرگونه معامله منصفانه به منظور تحقیق یا مطالعه خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوا فقط برای مقاصد اطلاعاتی ارائه شده است.
[ad_2]
مقالات مشابه
- اسکات مکنزی اهدا کرده است 1.7 میلیارد دلاری پس از طلاق جف بزوس در سال گذشته
- : میکرون درآمد نشان می دهد سنبله در حافظه فروش پیش بینی نشان می دهد بیشتر از همان سهام هل بالاتر
- 8 دقیقه, 46 ثانیه و 'ذاتا خطرناک': آنچه در شکایت کیفری در جورج فلوید مورد
- پال خواستار قطع بودجه دولت پلیس در مدارس ؟ چگونه جنبش حرکت کردم پس از جورج فلوید مرگ
- با لارو ملاقات کنید: چگونه این معجزه الاغ تنفس پذیر و دوستدار گوشت به ما در حل قتل کمک می کند
- Neiman Marcus و J. Crew می تواند زنده ماندن ورشکستگی براده کارشناسان می گویند
- حاشیه: FDA لیست سمی و عفونی است که کنگره—در حال حاضر در 75. اینجا چرا
- فدرال شارژ فلوریدا مرد با تقلب برای خرید لامبورگینی با COVID بودجه امداد
- نابغه مارک سهام جهش پس از آرنولد شوارتزنگر اعلام کرد به عنوان "سرمایه گذار قابل توجه'
- شرکت صادرات و واردات کالاهای مختلف از جمله کاشی و سرامیک و ارائه دهنده خدمات ترانزیت و بارگیری دریایی و ریلی و ترخیص کالا برای کشورهای مختلف از جمله روسیه و کشورهای حوزه cis و سایر نقاط جهان - بازرگانی علی قانعی