آزمایشگاه مهندسی ژنتیک
کارشناس: رویا خسروی(کارشناس ارشد)
فرآیند مهندسی ژنتیک شامل تکنیک‌هایی است که می تواند باعث بروز یک صفت خاص در یک جاندار و یا منجر به تولید یک محصول به شیوه‌ای غیر از شیوه طبیعی گردد. این تکنیک ها که تحت عنوان کلونینگ نام دارد شامل جداسازی، خالص سازی، وارد کردن و تظاهر یک ژن خاص در یک میزبان می باشد.
واژه کلونینگ به جدا کردن یک توالی از ژنوم یک موجود و قرار دادن آن در ژنوم یا مولکولDNA موجود دیگر گفته می شود و به مولکول DNA نوترکیب حاصل از کلونسازی که حاوی ژن‌های بیگانه است، کلون گفته می‌شود.
مراحل کلون کردن یک قطعه ژن
- انتخاب ژن مورد نظر
- جداسازی ژن مورد نظر
- وارد کردن ژن مورد نظر در وکتور
- تکثیر ژن در میزبان مناسب
- انتقال وکتور حامل ژن به سلول هدف
- تکثیر سلول هدف
اهداف کلونسازی
- کلونسازی ژن در مواردی همچون تکثیر یک قطعه DNA
- شناسایی و نقشه برداری ژن‌ها
- تعیین توالی
- جداسازی و بررسی پروموتورها (آغازگرهای رونویسی ژن)ودیگر توالی‌های تنظیمی
- تولید پروتئین‌های نوترکیب
- ژن‌درمانی
- ایجاد موجودات تراریخت
- تهیه واکسن ویروسی
- ایجاد کیت‌های تشخیص طبی
- تخمیرهای میکروبی (تولید آنتی بیوتیک)
- تولید هورمون
در این آزمایشگاه از تکنیک هایی نظیر Gateway, Gibson assembly, CRISPR به منظور دستیابی به ساختاری اصلاح شده برای پیشبرد هدفی خاص استفاده می گردد.
تکنیک CRISPR-Cas9 :
ابزاری سریع، ارزان و بسیار دقیق برای اصلاح ژن می باشد که با حذف، اضافه کردن یا جایگزین کردن، بخشی از ژنوم را ویرایش می نماید. سیستم CRISPR-Cas9 در برخی از باکتری ها برای پاسخ به عوامل مهاجم نظیر ویروس ها بکار می رود و مانند سیستم ایمنی برای آنها تلقی می شود.
این سیستم شامل دو مولکول کلیدی برای ایجاد تغییر در مولکول DNA می باشد.که عبارت اند از :
- آنزیم Cas9 که یک اندونوکلئاز می باشد و همانند یک قیچی مولکولی دو رشته DNA را در محل خاصی از ژنوم برش می دهد که آن قسمت کوچک DNA می تواند بعدا اضافه یا حذف شود.
- gRNA قطعه ای ازRNA با طول حدود ۲۰ باز می باشد که محل اتصال آنزیم به DNA را نشان می دهد. Cas9 با پیروی از RNA راهنما در همان قسمت DNA دو رشته را برش می دهد.
این سیستم توانایی بالایی برای درمان طیف وسیعی از بیماری ها که زمینه ژنتیکی دارند مانند سرطان، هپاتیت ب و یا حتی کلسترول بالا و… . بکار می رود. بسیاری از ابزار های دیگر برای اصلاح ژن در ژنوم سلول های سوماتیک بکار برده شدند در حالی که این سیستم درمورد اصلاح ژن در سلول های زایشی نیز کاربرد دارد. این فناوری پیشرفته نه تنها می تواند استخر ژنی جوامع بشری را اصلاح و دستخوش تغییرات گسترده کند، بلکه قادر است سیستم سلامت، غذا و دارو، کشاورزی و تمام صنایع مرتبط با علوم زیستی را از پایه و اساس دگرگون سازد.
