بایگانی ماه تیر, ۱۳۹۹

مطابق با نتیجه‌ی تعدادی از آزمایش‌ها استفاده از ابزارهای ویرایش ژنی از جمله” CRISPR –Cas9 ” برای اصلاح جنین‌های انسانی منجر به تغییرات بزرگ و ناخواسته ژنوم ، در جایگاه هدف و یا نزدیک آن می‌شود.

مطالعات پیشین پژوهشگران در مورد CRISPR نشان داده است که این ابزار می‌تواند جهش های ژنی خارج هدف (off target) را در نقاط دورتر از جایگاه هدف ایجاد کند. در حالی که تغییرات نزدیک‌تر، معمولا به واسطه روش‌های استاندارد بررسی نمی‌شود ، با وجود اینکه اثرات on-target به عقیده Gaetan Burgio ژنتیک‌دان دانشگاه استرالیا در Canberra، بسیار مهم‌تر و برای حذف شدن بسیار سخت‌تر هستند.

مطالعه‌ی Kathy Niakan (زیست‌شناس تکوینی) و همکارانش، در مرکز Francis Crick در لندن :

این پژوهشگر از CRISPR –Cas9 برای ایجاد جهش در یک ژن بسیار مهم در تکوین جنین ، تحت عنوان POU5F1 استفاده کردند نشان داد از میان 18 جنین ویرایش شده، 22 درصد آن‌ها دارای تغییرات ناخواسته‌ای هستند که محدوده بزرگی از DNA اطراف ژن POU5F1 را تحت تاثیر قرار می‌دهد و این شامل بازآرایی و حذف قابل توجهی از هزاران باز DNA است که تغییرات بسیار بزرگتر از آن را شامل می‌شود که به طور معمول انتظار می‌رود.

گروه دیگری از پژوهشگران به رهبری Dieter Egli (زیست شناس سلول‌های بنیادی_دانشگاه کلمبیا) جنینن‌های مورد بررسی قرار دادند که توسط اسپرم‌های حامل جهش‌های ایجاد کننده نابینایی در ژن EYS ایجاد شده بودند. این تیم تحقیقاتی از CRISPR–Cas9 برای شکست DNA در ژن EYS استفاده کردند و دریافتند که نیمی از جنین‌ها قطعات بزرگی از کروموزوم که ژن EYS بر روی آن قرار دارد (حتی گاهی همه آن را) از دست می‌دهند.

گروه سوم تحقیقاتی که توسط Shoukhrat Mitalipov (زیست شناس تولیدمثل، در پورتلند) جنین هایی را مطالعه کردند که از اسپرم های دارای جهش ایجاد کننده بیماری قلبی ایجاد شده بودند. این تیم نیز نشانه هایی از ویرایش ژنی را یافتند که منطقه وسیعی از کروموزوم حاوی ژن جهش یافته را تحت تاثیر قرار می هد.

به گفته‌ی Mary Herbert (زیست شناس تولیدمثل در دانشگاه Newcastle) در مورد اینکه چگونه جنین‌های انسانی، قطع شدگی‌های DNA با ابزارهای ویرایش ژنومی که یک مرحله مهم در ویرایشCRISPR –Cas9 است را ترمیم می‌کنند، اطلاعات کمی وجود دارد و قبل از آسیب زدن به DNA توسط آنزیم های برش دهنده، یک نقشه برای آنچه که بعدا اتفاق خواهد افتاد مورد نیاز است.

 اینکه آیا دانشمندان بتوانند جنین‌های انسانی را به منظور جلوگیری از بیماری‌های ژنتیکی ویرایش کنند، یک موضوع بحث برانگیز است، زیرا ویرایش های ژنومی تغییرات پایداری را در ژنوم ایجاد می‌کند که می‌تواند به نسل های بعدی منتقل شود.

اولین بررسی‌های آزمایشگاهی با استفاده از CRISPR برای ویرایش جنین‌های انسانی در سال 2015 انجام شد.اما چنین مطالعاتی هنوز بسیار نادر و به شدت تحت نظارت قانون هستند. در سال 2018 زمانی که He Jiankui بیوفیزیکدان و تنها شخصی که جنین‌های انسانی ویرایش شده را برای باروری مورد استفاده قرار داد و تولد نوزادان دوقلو با ژنوم ویرایش یافته را در چین آشکار کرد، این کار به عنوان امر غیر اخلاقی و وی برای عملکرد پزشکی غیرقانونی به حکم زندان محکوم شد.

ابزارهای ویرایش ژنومی مانند CRISPR –Cas9 از یک رشته RNA برای هدایت آنزیم Cas9 به جایگاهی از ژنوم با توالی مشابه استفاده می‌کنند. سپس، آنزیم هر دو رشته DNA را در آن جایگاه برش داده و سیستم ترمیم سلول به جوش خوردن شکاف کمک می‌کند.

ویرایش در طی این روند ترمیم اتفاق می‌افتد و اغلب، سلول‌ها بخش برش خورده را با استفاده از مکانیسم های مستعد خطا (error-prone) که می‌تواند تعداد کوچکی از حروف DNA را وارد کرده و یا حذف کند، مهر و موم می‌کنند و اگر الگویی از DNA فراهم شود، سلول ها احتمالا از آن توالی برای مرمت کردن برش استفاده می‌کنند.

با این حال، DNA شکسته شده، می‌تواند با به بهم ریختگی و یا از دست رفتن ناحیه بزرگی از کروموزوم همراه شود. بنابراین ویرایش ژنوم قادر است تغییرات بزرگ و ناخواسته‌ایی را ایجاد کند که در جنین‌های انسانی بسیار مهم است و این چیزی است که همه محققان در جوامع علمی باید در مورد آن بسیار جدی تر عمل کنند.

گردآوری شده توسط پروژه سرای اوج دانش “https://ojdanesh.com“

برای دیدن خبرهای علمی روز به کانال تلگرامی ما بپیوندید “https://T.meMBlogy“

گروهی از محققان و میکروبیولوژیست‌های موسسه‌ی فناوری کالیفرنیا (Caltech)، نوعی باکتری کشف کرده‌اند که از فلز منگنز به عنوان منبع غذایی خود استفاده می‌کند. بنا بر گزارش‌‌ها، احتمالا این باکتری‌های فلزخوار که تا کنون ناشناخته بوده‌اند بیش از یک قرن پیش در طبیعت وجود داشته‌اند .

 باکتری فلزخوار چگونه کشف شد ؟!

این میکروب‌های کوچک به طور اتفاقی زمانی که محققان در حال انجام آزمایش‌های نامرتبط، بر منگنز (یک ماده معدنی که معمولا در ترکیب آهن یافت می‌شود) بودند، کشف شد.

دکتر جارد لیدبتر (پروفسور میکروبیولوژی محیطی) یک ظرف شیشه‌ای را که اطراف آن با فلز منگنز پوشیده شده بود را برای آنکه خیس بخورد در ظرفشویی دفترش گذاشت . او به دلیل کار خارج از دانشگاه چندین ماه به دفتر کارش بازنگشت، اما پس از بازگشت متوجه شد که آن ظرف با ماده‌ای تیره پوشیده شده است و کمی بعد متوجه شد آن ماده اکسید منگنز است که آن ترکیب توسط باکتری فلزخوار ناشناخته به وجود آمده است .

دانشمندان پیش از این می‌دانستند که باکتری‌ها و قارچ‌ها می‌توانند منگنز را اکسید کنند و یا آن را از بار الکترونیکی خالی کنند، اما میکروب‌هایی که بتوانند از این قبیل فعالیت‌ها برای رشد خود استفاده کنند، هنوز کشف نشده‌ بودند ..

این اولین باکتری فلزخوار کشف شده است که از منگنز به عنوان منبع تغذیه و انرژی استفاده می‌کند.

جنبه شگفت‌انگیز این میکروب‌ها در طبیعت این است که می‌توانند موادی مانند فلز را به نحوی که بعید و دور از ذهن به نظر‌ می‌رسد، تغییر متابولیسمی دهند و آن را به منبع مفید انرژی برای سلول تبدیل کنند. شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد هم‌خانواده‌های این موجودات در آب‌های زیرزمینی ساکن هستند . باکتری‌ها می‌توانند آلاینده‌های موجود در آب را از طریق فرآیندی که «اصلاح زیستی» شناخته می‌شود، از بین ببرند و مقدار اکسید منگنز را به همان روشی که انسان هوا را تنفس می‌کند، کاهش دهند. یعنی طی فرآیند شیمیوسنتز ، از منگنز برای تبدیل کربن‌دی‌اکسید به زیست توده استفاده کنند .

اکنون محققان بهتر می‌توانند ساختار شیمیایی این پدیده‌ی فلزخواری را درک کنند، چرا که باعث می‌شود «سایر میکروب‌هایی که واکنش آن‌ها به نظر مطلوب و مفید است، جمع‌آوری کنیم.» دانشمندان همچنین باور دارند که این کشف به آن‌ها کمک بهتری خواهد کرد تا چرخه‌های ابتدایی زمین و نحوه تأثیر این فلز بر تکامل این سیاره را درک کنند. توده‌های منگنز اغلب در کف دریا یافت می‌شوند و می‌توانند به بزرگی میوه گریپ فروت باشند. محققان زیست دریایی در دهه ۱۸۷۰ از حضور آن‌ها خبر دار شدند، اما قادر به توضیح‌شان نبودند. شرکت‌های معدنی اخیرا تصمیم گرفته‌اند که از این توده‌ها به عنوان منبع نادر فلزات استفاده کنند.

یافته‌های این تحقیق در مجله نیچر منتشر شد.

نشر این متن باذکر منبع با استفاده از عنوان زیر بلامانع است:

گردآوری شده توسط پروژه سرای اوج دانش” https://ojdanes.com ”

برای اطلاع از خبر های علمی روز ، در کانال تلگرامی ما عضو  شوید.

نانواسفنج ها به نانوذرات‌ پلیمری می‌گویند که توسط غشاهای سلولی انسان پوشانده شده‌اند و پیش از ورود ویروس SARS-COV-2 به سلول میزبان  ویروس را احاطه می‌کند تا اثر آن را خنثی کند .

تصویری شماتیک از اصل کار نانواسفنج ها

همه گیری ویروس کرونا “COVID-19” دنیا را با چالشی بزرگ مواجه کرد ، به گونه‌ای که محققان و پژوهشگران  علوم زیستی در سراسر جهان برای تولید واکسن و درمان قطعی این بیماری با یکدیگر در رقابت هستند . گروهی تحقیقاتی از دانشگاه  کالیفرنیا سن دیگو با همکاری گروه تحقیقاتی از دانشکده پزشکی دانشگاه بوستون ، رویکردی منحصر به فرد برای جلوگیری از آلودگی سلول‌های انسانی به SARS-COV-2 ارائه کرده‌اند. دانشمندان به کمک فناوری‌های زیستی دو نوع نانواسفنج ایجاد کرده‌اند که به عنوان طعمه‌های سلولی عمل می‌کنند و پیش از ورود ویروس به سلول‌های انسانی به SARS-COV-2 متصل می‌شوند.

نانواسفنج ‌ها به عنوان طعمه !

نانواسفنج ها شامل نانوذرات پلیمری هستند که با غشایی از سلول‌های اپیتلیال ریه انسان و ماکروفاژها پوشیده شده است. از آنجایی که سطح نانواسفنج‌ها دارای همان گیرنده‌ها و پروتئین‌هایی هستند که ویروس معمولاً به آن‌ها در سلول‌های واقعی بدن متصل می‌شود ، به عنوان یک طعمه برای سلول‌های انسانی عمل می‌کند و مکان‌های اتصال جایگزینی را برای ویروس عرضه می‌دهد. نکته اصلی ایجاد سدی برای این نانواسفنج ها برای از بین بردن ویروس و جلوگیری از تکثیر آن و آلوده سازی سلول‌های انسان است.

اثربخشی در برابر CORONAVIRUSES / SARS-COV-2

تست‌های ایمنی اولیه نانولوله های اسفنجی انجام شده بر روی مدل‌های آزمایشی موش نشان داد که با قرار گرفتن سه روزه در معرض بیماری روی بافت‌های ریه تأثیر نمی‌گذارد . همچنین پلاکت های خون ، شمارش گلبول‌های قرمز و سفید بر این نانواسفنج ها تأثیر منفی نداشت. آزمایش‌های موثر دیگری با قرار گرفتن ویروس در محیط کشت سلول‌های میمون در حضور نانواسفنج ها در شرایط آزمایشگاهی انجام شد. هر دو نوع نانولوله اسفنجی اثر SARS-COV-2 را به نسبت دوز مصرفی کاهش داده است. بهترین نتایج در مقایسه با کشت بدون درمان 90٪ کاهش داشت.

به گفته‌ی نویسنده ارشد تحقیقات ، مزیت بی نظیر این نانواسفنج‌ها این است که نسبتاً آسان ساخته شده‌اند و نسبت به جهش‌های ویروسی حساس نیستند .  نانواسفنج‌های ساخته شده علاوه بر تاثیر بر SARS-COV-2 ، می‌توانند در جلوگیری به ابتلای سایر عفونت‌های کورو ویروسی نیز مؤثر باشند.

این یک راه حل بی نظیر در مبارزه با COVID-19 می‌تواند باشد واگر نتایج تحقیقات بر روی نمونه‌های حیوانی مثبت باشد دانشمندان آزمایشات بالینی خود را برای انسان انجام خواهند داد .

نشر این متن باذکر منبع با استفاده از عنوان زیر بلامانع است:

گردآوری شده توسط پروژه سرای اوج دانش” https://ojdanes.com ”

برای اطلاع از خبر های علمی روز ، در کانال تلگرامی ما عضو  شوید.