Harap maklum: Artikel berikut telah dimasukkan dalam terapi konvensional yang lain kerana bahagian yang terpisah belum tersedia untuk kaedah biologi molekul eksperimen di luar perubatan manusia. Kaedah CRISPR / Cas adalah kaedah biologi molekul untuk pemotongan yang disasarkan dan juga pengubahsuaian DNA (penyuntingan genom; gen gunting). Pada tahun 1987, saintis menemui alat penyesuaian yang sebelumnya tidak diawasi sistem imun di E. coli. Ini berdasarkan urutan CRPSPR yang disebut (pengulangan palindromik pendek yang berkelompok secara berkala) di dalam DNA. E. coli mengintegrasikan DNA bakteriofag (kumpulan virus yang pakar dalam bakteria sebagai sel inang) urutan CRSPR DNAnya sendiri, sehingga mentranskripsikan crRNA (menulis semula DNA menjadi RNA). CrRNA terdiri daripada urutan spacer dan berulang. Urutan spacer adalah urutan yang "diekstrak" dari bakteria. TrRNA yang disebut (tracrRNA) mengikat urutan berulang yang dinamakan. Ia merekrut enzim CAS9. Kompleks kini wujud - kompleks crRNA: tracrRNA: Cas9 - yang mampu mengikat DNA bakteriofag yang saling melengkapi dengan urutan ruang crRNA. Sebagai apa yang disebut endonuclease (enzim pemotong DNA, jadi enzim pembatasan), CAS9 memotong DNA virus dengan cara helai ganda, yang akhirnya membawa kepada ketidakupayaan replikasi (iaitu tidak ada replikasi lebih lanjut dan akibatnya tidak ada lagi penyatuan). Selama lebih dari satu dekad, prosedur ini telah digunakan dengan penekanan dalam penyelidikan penyuntingan genom. Digambarkan "crRNA: tracrRNA: Cas9 complex" secara universal berlaku untuk tumbuhan dan haiwan dan memungkinkan penyingkiran (penghapusan) dan penyenyapan gen mutlak. Penggunaan di luar penyelidikan telah dijumpai selama lebih dari 5 tahun dalam pertanian dan tanaman makanan untuk toleransi kemarau serta peningkatan imunisasi terhadap patogen virus. Prosedur ini mungkin boleh digunakan dalam perubatan manusia di kemudian hari. Sejak tahun 2020, untuk pertama kalinya, terdapat pendekatan terapi penyembuhan untuk penyakit dengan kongenital jantung kecacatan (vitium) pada kanak-kanak. Vitium adalah sebahagian daripada penyakit keturunan kompleks sindrom Noonan (autosomal resesif atau autosomal dominan warisan). Setelah menguraikan varian kausal LZTR1 gen, pembetulan gen yang sesuai bagi kardiomiosit pluripoten yang dihasilkan (jantung sel otot) dari sel stem kembar dilakukan. The gen mengatur laluan isyarat penting untuk pembezaan dan pertumbuhan sel.
Sebelum ini terapi berpotensi dalam perubatan manusia
Ujian genetik molekul untuk gangguan yang diwarisi pada ibu bapa termasuk menyeluruh kaunseling genetik.
Prosedur
Prosedurnya serupa dengan mekanisme pertahanan E. coli yang dijelaskan dalam sistem imun. Dalam proses ini, bahagian spacer crRNA dapat diubah suai untuk memotong DNA pelengkap double-helai khusus urutan, sehingga penghapusan disasarkan. Molekul trRNA: crRNA yang diubah secara kimia dipanggil guideRNA. Ini memerlukan dua kompleks crRNA: tracrRNA: Cas9 untuk melekat pada dua laman web di DNA. Selepas penyingkiran serpihan DNA, hubungan berbantukan enzim dari serpihan DNA ke-2 berlaku oleh ligase. Ini berbeza dengan pemotongan urutan DNA seperti pada bakteria. Selama bertahun-tahun, teknik pemodelan penting telah ditambahkan. Ini memungkinkan bukan sahaja penghapusan dalam helai DNA, tetapi juga penambahan (penyisipan) nukleotida DNA baru. Pengubahsuaian yang paling menjanjikan adalah penyuntingan utama. Di sini, penghapusan dan penghapusan serpihan DNA diikuti dengan penyisipan serpihan DNA baru. PegRNA yang disebut (panduan penyuntingan utama RNA) boleh didapati di sini sebagai transkrip DNA yang akan dimasukkan. Dengan bantuan transkripase terbalik, pegRNA ditranskripsikan ke dalam DNA dan dimasukkan ke dalam DNA, sekali lagi menggunakan ligase. Protein CAS9 yang diperlukan untuk proses ini menghasilkan pemotongan untaian tunggal dan bukan helai dua. Ini membolehkan serpihan DNA baru dimasukkan dengan tepat pada helai DNA yang dipotong dengan hujungnya yang menonjol. Pengubahsuaian baru adalah asas untuk menukar urutan DNA "patologi" dengan yang "tidak patologis" di masa depan dalam konteks penyakit keturunan.
Selepas terapi
Sekali lagi, pemeriksaan genom dilakukan untuk mengesahkan kejayaan penyuntingan genom.
Kemungkinan komplikasi
Oleh kerana kemungkinan ketidakcocokan asas guideRNA, kesan di luar sasaran, iaitu pengikatan di laman web yang tidak diingini, mungkin berlaku. Ini boleh menyebabkan mutasi titik (perubahan asas), penyisipan (penggabungan nukleotida tambahan atau urutan DNA ke dalam urutan DNA), penghapusan (kehilangan…), translokasi (perubahan kedudukan DNA), dan penyongsangan (kehadiran segmen DNA bertukar 180 darjah). Enzim CAS9 tidak memotong di lokasi yang diinginkan dalam setiap kes. Walau bagaimanapun, peningkatan kekhususan telah disedari melalui perubahan reka bentuk protein. Juga, dengan menghubungkan CAS9 ke Fokl endonuclease, juga berasal dari bakteria, kekhususan dapat ditingkatkan menjadi 1: 10,000 (tanpa pengubahsuaian lain, hanya kekhususan hingga 1: 2).
