CRISPR-पर-एक चिप की सेवा कर सकते हैं एक उपकरण के रूप में कैंसर के लिए निदान

CRISPR, एक बच्चे के आधुनिक जीव विज्ञान, बढ़ रही है leaps और सीमा द्वारा. यह एक अजीब का हिस्सा जीवाणु प्रतिरक्षा प्रणाली में एक उपकरण के इलाज के लिए आनुवंशिक रोगों में सुधार, सूक्ष्म जीवों, सुधार के खाद्य उत्पादन और कीट नियंत्रण. तब से, वैज्ञानिकों को अपनाया है करने के लिए इस उपकरण को संपादित करें और जीन शुरू करने के लिए इसे उपयोग में स्तनधारी कोशिकाओं, CRISPR था barricaded में कोशिका झिल्ली. प्रौद्योगिकी के संपादन के लिए जीन अपने जादू काम करता है, काटने के टुकड़े दोषपूर्ण डीएनए डालने और स्वस्थ प्रतिस्थापन है । इन सभी चरणों के द्वारा काटने और चिपकाने के क्षेत्रों में जगह ले ली जीवित कोशिकाओं. अब तक.

पिछले हफ्ते जर्नल में CRISPR जर्नल में एक अध्ययन प्रकाशित किया गया था, अंत में मुक्त कर दिया मंगलवार को उसके सेल से जेल में है । की जगह घटक "खजाना" CRISPR वैकल्पिक संस्करण है, वैज्ञानिकों के लिए संस्थान से संपादन के जीन डेलावेयर में विकसित एक नई प्रणाली कहा जाता है CRISPR, कटौती कर सकते हैं जो नि: शुल्क-चल डीएनए इन विट्रो में.

सहायता के लिए बाहर ले जाने में प्रतिक्रिया शीशी के साथ सेल के अर्क का एक सेट: एंजाइमों और अन्य biomolecules के लिए काम मंगलवार.

क्या सफलता है?

नैदानिक चमत्कार

प्राप्त करने के लिए CRISPR काम करने के लिए पिंजरे के बाहर यह अजीब लग सकता है अकादमिक कार्य है, लेकिन प्रणाली के विकास में, शोधकर्ताओं ध्यान में रखा दो विशिष्ट लक्ष्यों.

<पी>सबसे पहले, इस उपकरण की अनुमति देता है के लिए वैज्ञानिकों को एक साथ बनाने के लिए कई आनुवंशिक knockouts, जबकि पिछले संस्करणों के लिए सीमित थे के संपादन के भीतर डीएनए एक जीन है । यह अच्छी खबर है के लिए व्यक्तिगत चिकित्सा, विशेष रूप से कैंसर के निदान के लिए, कई तरह के कैंसर में म्यूटेशन है कि कई स्थानों पर प्रतिक्रिया करने के लिए अलग अलग उपचार अलग अलग तरीकों से.

उपचार शुरू करने से पहले, डॉक्टरों अक्सर भेजने के एक बायोप्सी नमूना के ट्यूमर के लिए डीएनए अनुक्रमण. इस महत्वपूर्ण कदम में मदद करता है की पहचान करने के लिए कई आनुवंशिक परिवर्तन के लिए अग्रणी विकास या प्रसार के लिए एक विशेष रूप से ट्यूमर.

नए उपकरण के साथ, वैज्ञानिकों सही अनुकरण इन म्यूटेशन में सिंथेटिक डीएनए टुकड़े इन विट्रो में, अनिवार्य रूप से पुनः बनाने में एक कैंसर के लिए एक सुरक्षित, नियंत्रित वातावरण. यह वैज्ञानिकों के लिए उपयोग जैविक रास्ते से प्रभावित म्यूटेशन, और मदद कर सकता है, के निर्माण में व्यक्तिगत उपचार रणनीतियों.

और भी अधिक प्रभावशाली है, इस तरह के निदान आयोजित किया जा सकता है सिर्फ एक दिन में. "यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण है के लिए निदान करने के लिए संबंधित कैंसर, जब यह एक मिनट की बात है या घंटे कहते हैं," अध्ययन के लेखक डॉ एरिक Kmiec.

Kmiec पहले नहीं देखा CRISPR नैदानिक उपकरण है । कि इसके अलावा में करने के लिए जीन थेरेपी, CRISPR, ही दिखा सकते हैं शक्तिशाली निदान में, यह स्पष्ट किया गया था लंबे समय से पहले. इससे पहले, हम ने लिखा के बारे में तथ्य यह है कि दो समूहों के वैज्ञानिकों ने प्रभावी ढंग से शिकार पर वायरस, zika, डेंगू या खतरनाक उपभेदों एचपीवी के लिए नेतृत्व कि गर्भाशय ग्रीवा के कैंसर है.

Kmiec का दावा है कि उसके आविष्कार की आवश्यकता है एक "काफी" कम समय के लिए कैंसर की उपस्थिति की पुष्टि शरीर के बाहर, मुख्य रूप से की वजह से क्षमता बनाने के लिए कई संस्करणों में एक बार.

क्षमता को साकार करने और लाभप्रदता के CRISPR के रूप में एक नैदानिक उपकरण, Kmiec और उनके सहयोगियों ने पहले से ही कर रहे हैं के लिए देख एक वाणिज्यिक भागीदार को विकसित करने के लिए "प्रौद्योगिकी CRISPR-ऑन-ए-चिप" के साथ का निदान कैंसर है.

यदि आप एक तरफ रख तत्काल अनुप्रयोगों, टीम भी विस्तार करने की उम्मीद की चिकित्सीय क्षमता CRISPR के लिए एक बहुत व्यापक रेंज के मानव रोगों है । मौजूदा CRISPR उपकरणों के लिए आदर्श होते हैं रोगों के उपचार में परिवर्तन की वजह से एक ही जीन के रूप में इस तरह के सिकल सेल एनीमिया या Huntington रोग. लेकिन काम के बाद से Cieca के उद्देश्य से कई जीनों एक साथ, यह संभवतः कर सकते हैं करने के लिए नेतृत्व रोगों के उपचार के साथ और अधिक जटिल आनुवंशिक मूल के कई म्यूटेशन में एकाधिक जीन — यदि ये परिवर्तन कर रहे हैं अच्छी तरह से विशेषता है.

लेंस के माध्यम से

अलगाव के CRISPR इन विट्रो में एक और लाभ: यह अनुमति देता है के लिए वैज्ञानिकों को स्पष्ट रूप से समझ में क्या होता है के दौरान, पहले और बाद में संपादन । और क्योंकि क्लिनिकल परीक्षण CRISPR सक्रिय रूप से बढ़ावा दिया है, यह महत्वपूर्ण है समझने के लिए कैसे बनाने के लिए प्रौद्योगिकी और अधिक सटीक और प्रभावी.

CRISPR पहले से ही एक बहुत कुछ हासिल किया है, लेकिन असुविधाजनक सत्य है कि वैज्ञानिकों को अब भी यकीन नहीं कर रहे हैं कि कैसे उपकरण काम करता है, में हो रही है । कैसे उपकरणों के साथ बातचीत अन्य biocomponents एक पिंजरे में? वह बंद कटौती केवल लक्ष्य डीएनए या अपनी जोड़ी की कैंची कर सकते हैं निडर हो जाना कुछ निश्चित परिस्थितियों में है?

"जब आप काम के साथ CRISPR में सेल में काम कर रहे हैं एक ब्लैक बॉक्स है, जो कर सकते हैं का पालन नहीं तंत्र है कि बनाने के लिए इन अद्भुत बातें कहते हैं," Kmiec. "आप परिणाम देख सकते हैं, यानी परिवर्तन जीन में है, लेकिन कैसे किया था आप के लिए आते हैं कि — जरूरी नहीं है, और यह महत्वपूर्ण है क्रम में करने के लिए सुरक्षा सुनिश्चित की CRISPR रोगियों के इलाज के लिए."

सीमित CRISPR श्रृंखला जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक टेस्ट ट्यूब में, वैज्ञानिकों ने एक तरीका प्रस्ताव पर विचार करने के लिए जटिल आणविक बातचीत के दौरान जगह ले जो चीरा के डीएनए, जीन प्रतिस्थापन, और अन्य प्रक्रियाओं. दृष्टिकोण विशेष रूप से न्यूनकारी है । लेकिन यह अनुमति देता है सेल मुक्त प्रणाली के साथ काम करने के लिए की तरह Arduino के साथ प्रयोग करने के लिए संभावनाओं की CRISPR और नया बनाने के लिए जैविक उपकरण है, जो कर रहे हैं की कल्पना करना मुश्किल है ।

स्पूफिंग

संस्थान के संपादन के लिए जीन लगभग तुरंत समस्या का सामना करना पड़ के विकास, सेल मुक्त प्रणाली.

समस्या बच्चा था Cas9, कैंची, जो प्रोटीन में प्रयोग किया जाता है CRISPR सिस्टम. जब वैज्ञानिकों शामिलयह के साथ प्लास्मिड डीएनए — परिपत्र डीएनए है, जो वैज्ञानिकों अक्सर उपयोग के लिए जीन डिलीवरी के लिए इन विट्रो में कोशिकाओं, प्रोटीन पूरी तरह से निष्क्रिय है.

यह पता चला है कि Cas9 के लिए, के द्वारा प्रतिस्थापित किया जा Cpf1 (उर्फ Cas12a), के एक अन्य सदस्य की बढ़ती पुस्तकालय कैस प्रोटीन. मूल रूप से 2015 में खोला, Cpf1 पहले से ही उपयोगी साबित हो बनाने में ट्रांसजेनिक चूहों और समायोजन के उत्परिवर्तन का कारण बनता है कि पेशी dystrophy. नहीं तो बहुत पहले Cpf1 प्रणाली में इस्तेमाल किया DETECTR करने के लिए वायरस के खिलाफ लड़ाई है कि कैंसर का कारण है । इस प्रोटीन उज्ज्वल भविष्य: कंपनी Editas, संपादन जीन लाइसेंस प्राप्त किया है यह आगे के विकास के लिए 2016 में.

विनिमय काम किया है । के CRISPR प्रणाली-Cpf1 प्रभाव में आया, एक टेस्ट ट्यूब में. कई प्रयोगों, वैज्ञानिकों ने साबित किया है कि से मुक्त है, कोशिकाओं कर सकते हैं प्रणाली को दोहराने के अधिकांश संशोधन CRISPR बनाता है पिंजरे के अंदर है । उल्लेखनीय है, कैंची एक छोटे से काम किया है के रूप में Cas9. जब Cas9 एक कट बनाता है, यह पत्ते Everglade "में कटौती समाप्त होता है" पर कटौती का डीएनए है । इस पेचीदा कमीशन के नए टुकड़े की आनुवंशिक सामग्री है । क्योंकि समाप्त होता है बहुत चिकनी कर रहे हैं, इंस्ट्रूमेंटेशन की आवश्यकता है सटीक संरेखण के प्रतिस्थापन ब्लॉक डीएनए इतना है कि यह गिरावट में जगह है.

इसके विपरीत, Cpf1 पत्ते "" चिपचिपा समाप्त होता है. इन टुकड़ों को डीएनए के रूप में कार्य कंधे, के रूप में अगर टेप समर्थन पर कब्जा करने के लिए एक विकल्प के डीएनए में है । शायद यही कारण है कि Cpf1 तुलना में बेहतर काम करता Cas9, इन विट्रो में, लेकिन यह बनी हुई है के लिए परीक्षण किया जाना है ।

सिस्टम Kieza — सिर्फ एक उदाहरण है कि कैसे अब तक उन्नत CRISPR. के रूप में CRISPR बढ़ने के लिए जारी है, इसकी डेवलपर्स वादा करता हूँ हम में से एक बहुत कुछ है, हम भी कल्पना नहीं कर सकते.