ویرایش ژن اصلاح هدفمند DNA در یک مکان خاص در ژنوم است، مانند حذف، درج یا جایگزینی یک توالی.
در بیشتر گردش‌های کاری مدرن، سه مکانیسم کار را انجام می‌دهند:
- هدف گیری.یک مولکول قابل برنامه ریزی، معمولاً یک RNA راهنما، آنزیم ویرایشگر را به یک توالی DNA منطبق هدایت می کند.
- برش یا اصلاح.هسته ای مانند Cas9 معمولاً در محل مورد نظر شکاف ایجاد می کند. ابزارهای جدیدتر (ویرایشگرهای پایه و اصلی) DNA را بدون یک گسست کامل دو رشته ای اصلاح می کنند.
- تعمیر سلولی.سلول تغییر را ترمیم می کند. ترمیم مستعد خطا (NHEJ) باعث اختلال در یک ژن می شود. الگو{3}}تعمیر هدایت شده (HDR) می تواند یک دنباله تعریف شده را وارد کند.
روش‌های سنتی در مقابل ویرایش ژن
| عامل | رویکردهای سنتی (به نژادی، جهش زایی تصادفی، تراریخته های کلاسیک) | ویرایش ژن قابل برنامه ریزی |
| دقت | کم؛ تغییرات اغلب تصادفی یا به سختی قابل یافتن هستند | معمولاً اثرات هدف بالا، هر چند غیر{0}}باید ارزیابی شوند |
| جدول زمانی | ماه ها تا سال ها | اغلب هفته ها تا ماه ها بسته به مدل |
| تلاش طراحی | غربالگری{0}}سنگین | طراحی{0}}در جلوی سنگین، بعداً غربالگری کمتر |
| الزامات آزمایشگاهی | هدف کلی- | به فرهنگ سلولی-و گردش کار مولکولی کنترل شده نیاز دارد |
| توجه نظارتی | متفاوت است | بسته به حوزه قضایی و کاربرد متفاوت است. بررسی ایمنی زیستی سازمانی رایج است |
قاعده کلی برای تصمیم گیری:
- اگر هدف شما الف استخاص، تعریف شدهتغییرات ژنتیکی، ویرایش قابل برنامه ریزی به طور کلی مناسب تر است.
- اگر به تنوع گسترده و بی‌طرفانه نیاز دارید و می‌توانید غربالگری را بپردازید، جهش‌زایی سنتی هنوز منطقی است.
- اگر تیم شما بیش از گاهی اوقات ویرایش را انجام می دهد، به جای اینکه بعداً آن را تطبیق دهید، اتاق را در اطراف گردش کار برنامه ریزی کنید.
اجزای فنی اصلی
نوکلئاز قابل برنامه ریزیآنزیم‌های مرتبط با CRISPR{0} (انواع Cas9، Cas12) رایج‌ترین آنها هستند. ابزارهای قدیمی‌تر مانند ZFN و TALEN معمولاً برای دوباره هدف‌یابی{4} سخت‌تر هستند، زیرا هر هدف جدید معمولاً به یک پروتئین جدید مهندسی شده نیاز دارد.
RNA راهنما (gRNA).این RNA کوتاه محل عمل ویرایشگر را مشخص می کند. کیفیت طراحی به شدت هم بر کارایی و هم بر ریسک غیر هدف تأثیر می‌گذارد.
مسیر و قالب را تعمیر کنید.نتیجه بستگی به این دارد که سلول چگونه شکستگی را ترمیم کند. یک الگوی اهداکننده معمولاً برای درج دقیق مورد نیاز است.
روش تحویل.گزینه‌ها شامل الکتروپوراسیون، نانوذرات لیپیدی، ناقل‌های ویروسی و تحویل مستقیم ریبونوکلئوپروتئین (RNP) است. انتخاب معمولاً به نوع سلول، مقیاس و الزامات ایمنی بستگی دارد. همچنین فضای نیمکت، حمل زباله و نیازهای نگهداری را شکل می دهد.
چگونه این به راه حل های آزمایشگاهی BOKA متصل می شود
ویرایش ژن خود یک تصمیم زیست شناسی است. اینکه آیا به طور قابل اعتماد اجرا می شود تا حدی یک تصمیم زیرساختی است. BOKA معرف های ویرایشی را ارائه نمی دهد. ما محیط آزمایشگاه را در اطراف گردش کار طراحی و می سازیم.
در اکثر آزمایشگاه های ویرایش، نقاط ادغام به این صورت است:
نیمکت های آزمایشگاهی.سطوح-مقاوم در برابر مواد شیمیایی و تمیز کردن آسان-از کشت معمول سلولی-و کار مولکولی پشتیبانی می‌کنند. طرح‌بندی‌ها می‌توانند مراحل قبل و بعد{6} تقویت را برای کاهش آلودگی متقاطع از هم جدا کنند.
سیستم های تهویه و تصفیه.جریان هوای کنترل شده و تصفیه هوا به حفظ یک محیط کاری پایدار کمک می کند. الزامات به ارزیابی ریسک شما بستگی دارد.
هودهای بخار.هنگامی که جریان کار شامل مواد شیمیایی خطرناک است، مانند هنگام استخراج یا آماده سازی بافر، مورد نیاز است.
ایستگاه های مرکزی و میزهای کناری.اینها از فضاهای کاری و تجهیزات مشترک و انعطاف پذیر مانند سانتریفیوژها و سیکلرهای حرارتی پشتیبانی می کنند.
ستون های سرویس سقف وکابینت بطری گاز.آنها دسترسی سازمان یافته به برق، داده ها و خدمات گاز (به عنوان مثال CO2 برای انکوباتورها) را با درهم ریختگی کمتر در سطح نیمکت فراهم می کنند.
کابینت های ایمنی زیستی، سطوح مهار و گواهینامه ها معمولاً از بررسی ایمنی زیستی موسسه شما پیروی می کنند. ما معمولاً چیدمان اتاق، امکانات و جریان هوا را حول آن الزامات در مرحله طراحی برنامه ریزی می کنیم.
جایی که این مناسب است، و جایی که آن را ندارد
به طور کلی مناسب است:
- آزمایشگاه‌های تحقیقاتی آکادمیک یا مؤسسه‌ای که قابلیت ویرایش سلولی-خط یا مدل- را دارند
- استارت‌آپ‌های{0}}بیوتکنولوژی اولین مجموعه‌های زیست‌شناسی مولکولی و سلولی- خود را راه‌اندازی کردند
- امکانات اصلی که از پروژه های ویرایشی متعدد با تجهیزات مشترک پشتیبانی می کند
- آموزش آزمایشگاه‌های معرفی تکنیک‌های مهندسی-ژنوم
- آزمایشگاه‌های موجود در حال گسترش به سمت ویرایش هستند که نیاز به طرح‌بندی منطقه‌بندی‌شده با جریان هوا و دسترسی بهتر دارند.
به طور کلی مناسب نیست:
- تیم هایی که به دنبال واکنش های ویرایش، آنزیم ها یا خدمات سنتز هستند. BOKA آنها را عرضه نمی کند.
- پروژه هایی که نیاز به یک سطح مهار گواهی شده خاص بدون ارزیابی ریسک سازمانی کامل دارند. این ارزیابی معمولاً باید اول باشد.
- آزمایش‌هایی که می‌توانند از طریق یک سازمان تحقیقاتی قراردادی اجرا شوند، که در آن فضای اختصاصی به سختی قابل توجیه است.
سوالات متداول
آیا ویرایش ژن با مهندسی ژنتیک یکی است؟
نه دقیقا. مهندسی ژنتیک اصطلاح گسترده تری است. ویرایش ژن معمولاً به تغییرات دقیق و هدفمند در یک سایت تعریف شده اشاره دارد.
آیا CRISPR تنها روش-ویرایش ژن است؟
خیر. ZFN و TALEN نیز وجود دارند. CRISPR به دلیل انعطاف پذیری و هزینه طراحی پایین تر ترجیح داده می شود.
آیا ویرایش ژن نیاز به آزمایشگاه خاصی دارد؟
در بیشتر موارد، به جای یک نوع اتاق خاص، به فرهنگ{0}}سلولی و گردش کار مولکولی کنترل شده نیاز دارد. الزامات به ارگانیسم، ناقلان و مقررات محلی بستگی دارد.
آیا BOKA می تواند به برنامه ریزی آزمایشگاهی برای این کار کمک کند؟
بله، برای چیدمان، نیمکت، تهویه، تصفیه و آب و برق. پروتکل های بیولوژیکی و تایید ایمنی زیستی نزد موسسه شما باقی می ماند.
آیا برای کار ویرایش ژن-آزمایشگاهی برنامه ریزی می کنید؟گردش کار و محدودیت های فضایی خود را باBOKAتیم ما می توانیم قبل از شروع ساخت و ساز، طرح، جریان هوا و الزامات ابزار را با شما بررسی کنیم.