21 November Thursday

ക്രിസ്പറിനെക്കാൾ സൂപ്പർ പ്രൈം എഡിറ്റിങ്

സീമ ശ്രീലയംUpdated: Thursday Oct 31, 2019


ജീൻ എഡിറ്റിങ്ങിൽ അനന്തവിസ്മയങ്ങൾ വിരിയിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നക്രിസ്പറിനെയും വെല്ലുന്നൊരു ജീൻ എഡിറ്റിങ് സങ്കേതം!  അതാണ്‌   പ്രൈംഎഡിറ്റിങ്. ജീൻ എഡിറ്റിങ്ങിലെ വിസ്മയങ്ങൾക്കും  അറ്റമില്ലാത്ത സാധ്യതകൾക്കും  അവസാനമില്ലെന്ന്  ഓർമ്മിപ്പിക്കുന്നു  പ്രൈംഎഡിറ്റിങ്ങിന്റെ രംഗപ്രവേശം. മസ്സാച്ചുസെറ്റ്സ്  ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട്  ഓഫ്  ടെക്നോളജിയിലെയും ഹാർവാഡ്  സർവ്വകലാശാലയിലെയും ഗവേഷകരാണ്‌  പ്രൈംഎഡിറ്റിങ് വികസിപ്പിച്ചെടുത്തത്. ഡോ.ഡേവിഡ്ലിയുവിന്റെ നേതൃത്വത്തിലായിരുന്നു ഗവേഷണം.

ക്രിസ്പറിനെക്കാൾ  കിറുകൃത്യമായി ആവശ്യമായ സ്ഥലത്തുമാത്രം അഭിലഷണീയമായ മാറ്റങ്ങൾ വരുത്താം എന്നതും ഒരുനിര ജനിതകരോഗങ്ങൾക്കുള്ള നൂതന ജീൻ തെറാപ്പിയിലേക്കുള്ള വഴിതുറക്കും എന്നതുമാണ്‌  പ്രൈംഎഡിറ്റിങ്ങിനെ  താരമാക്കുന്നത്. ക്രിസ്പർ കാസ്-9 ജീൻ എഡിറ്റിങ് സങ്കേതത്തിൽ ഡിഎൻഎയുടെ രണ്ടിഴകളും മുറിച്ചാണ്  ജീൻ എഡിറ്റിങ് നടത്തുന്നത്. ഇതുകാരണം അനഭിലഷണീയമായ ചില വ്യതിയാനങ്ങൾ ഡിഎൻഎയിൽ സംഭവിച്ചേക്കാം. എന്നാൽ ഡിഎൻഎയുടെ ഒരിഴമാത്രംമുറിച്ച്  നിശ്ചിത എഡിറ്റിങ്  നടത്താൻ കഴിയുന്നതിലൂടെ എഡിറ്റിങ്പ്രക്രിയയുടെ പൂർണ്ണനിയന്ത്രണം കൈപ്പിടിയിൽ ഒതുങ്ങും എന്നതാണ്‌   പ്രൈംഎഡിറ്റിങ്ങിന്റെ മേന്മ. അതുകൊണ്ടുതന്നെ ജീൻ എഡിറ്റിങ്ങിലൂടെ അപ്രതീക്ഷിതവും പ്രവചനാതീതവുമായ വ്യതിയാനങ്ങൾ  ഉണ്ടാവില്ലെന്നുറപ്പിക്കാം.

തികച്ചും സുരക്ഷിതമായ ജീൻ തെറാപ്പി എന്നതിലൂടെ ജനിതകരോഗങ്ങളെ പേടിക്കേണ്ടാത്ത ഒരുകാലംകൂടിയാണ്‌  പ്രൈംഎഡിറ്റിങ്  നൽകുന്ന വാഗ്ദാനം. യുഎസ്‌ നാഷണൽ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ്  ഹെൽത്തിന്റെ ക്ലിൻവാർ എന്ന പബ്ലിക്  ഡാറ്റാബേസിൽ ലിസ്റ്റ്ചെയ്തിരിക്കുന്ന വിവിധ രോഗങ്ങളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഏതാണ്ട്  75,000 ഡിഎൻഎ തകരാറുകളിൽ ഏതാണ്ട്   തൊണ്ണൂറുശതമാനത്തിനും പരിഹാരം കാണാൻ ഈ നൂതന ജീൻ എഡിറ്റിങ്  സഹായിക്കുമെന്നാണ്‌ ഡേവിഡ്‌ലിയു  അവകാശപ്പെടുന്നത്. ഇദ്ദേഹത്തിന്റെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള ഗവേഷകസംഘം മനുഷ്യന്റെയും എലിയുടെയും കോശങ്ങളിൽ 175 വ്യത്യസ്ത എഡിറ്റിങ്ങുകൾ പ്രൈംഎഡിറ്റിങ്  സങ്കേതത്തിലൂടെ നടത്തി. വിവിധ ജനിതകരോഗങ്ങളുടെ മോഡൽ പരീക്ഷണശാലയിൽ വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത്  നൂതനചികിൽസകൾ സാധ്യമാക്കാനും ഓരോ ജീനിന്റെയുംപ്രവർത്തനം, അതിന്റെ തകരാറുകൾ  കൊണ്ടുണ്ടാവുന്ന പ്രശ്നങ്ങൾ എന്നിവ വിശദമായി പഠിക്കാനും അങ്ങനെ ജനിതകരോഗങ്ങളുടെ അതിസൂക്ഷ്മതലങ്ങളിലേക്ക്‌ വെളിച്ചംവീശാനും പ്രൈംഎഡിറ്റിങ്   ശാസ്ത്രജ്ഞരെ സഹായിക്കും. ഇപ്പോൾ പ്രൈംഎഡിറ്റിങ് ശൈശവദശയിലാണ്. ക്രിസ്പർ ജീൻ എഡിറ്റിങ്  സാധ്യമാക്കുന്ന വലിയ ഡിഎൻഎ ഖണ്ഡങ്ങളുടെ കൂട്ടിച്ചേർക്കലോ ഒഴിവാക്കലോ ഒറ്റയടിക്ക്‌  പ്രൈംഎഡിറ്റിങ്ങിലൂടെ നടത്താനാവില്ല എന്നത്  പരിമിതിയായി നിലനിൽക്കുന്നുമുണ്ട്. എങ്കിലും വരുംനാളുകൾ  ഈ  സങ്കേതത്തിന്റെ കുതിച്ചുചാട്ടത്തിനും ധാരാളം ജനങ്ങൾ  ഇതിന്റെ സാധ്യതകൾ  പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നതിനും ലോകം സാക്ഷ്യംവഹിക്കും എന്നാണ്‌  പ്രിൻസ്റ്റൺ സർവ്വകലാശാലാഗവേഷകനായ ബ്രിട്ടാനി ആഡംസൺ  ചൂണ്ടിക്കാണിക്കുന്നത്.


 

ഇരട്ടപ്പിരിയൻ ഗോവണിഘടനയുള്ള ഡിഎൻഎയുടെ രണ്ടിഴകളെയും മുറിച്ചുകൊണ്ട്  നടത്തുന്ന ക്രിസ്പർ ജീൻ എഡിറ്റിങ്ങിൽ കോശങ്ങളിലെ തനതുസംവിധാനത്തെ ആശ്രയിച്ചാണ്‌ ഡിഎൻഎ റിപ്പയറിങ്  നടത്തുന്നത്. ഈ മുറിക്കൽ പ്രക്രിയ നടക്കുന്ന ഭാഗത്ത് ഡിഎൻഎയിൽ അക്ഷരങ്ങൾ കൂട്ടിച്ചേർക്കപ്പെടാനോ  മാഞ്ഞുപോവാനോ ഉള്ള സാധ്യതയുണ്ട്. അങ്ങനെ സംഭവിച്ചാൽ ജീൻ എഡിറ്റിങ്ങിന്റെ നിയന്ത്രണം നഷ്ടമാവുന്ന അവസ്ഥവരും. ക്രിസ്പറിലേതുപോലെ പ്രൈംഎഡിറ്റിങ്ങിലും കാസ്-9 എൻസൈം തന്നെയാണ്  നിശ്ചിതഭാഗത്ത്  ഡിഎൻഎ മുറിക്കുന്ന തന്മാത്രാകത്രികയായി ഉപയോഗിക്കുന്നത്. എന്നാൽ  ഇതിൽ നിശ്ചിത ഡിഎൻഎ ഇഴമാത്രംമുറിക്കുംവിധം ഡിസൈൻ ചെയ്ത കാസ്-9 എൻസൈംആണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. പ്രൈംഎഡിറ്റിങ്ങിൽ ഗൈഡ്  ആർഎൻഎയിൽ എൻസൈംആയിഉപയോഗിക്കുന്നതാവട്ടെ റിവേർസ്ട്രാൻസ്ക്രിപ്റ്റേസ്  ആണ്.

ഡേവിഡ്ലിയുവിന്റെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള ഗവേഷകർ കുറച്ചുമുമ്പു വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത ബേസ്എഡിറ്റിങ്  എന്ന വിദ്യയിലൂടെ ഡിഎൻഎ തന്തുക്കൾ മുറിക്കാതെതന്നെ അതിലെ ബേസിനെ രാസപരമായി മറ്റൊരു ബേസ്  ആക്കിമാറ്റാൻ സാധിക്കും. ഉദാഹരണത്തിന്  എ(അഡിനിൻ), ജി (ഗ്വാനിൻ) എന്നീ അക്ഷരങ്ങളെ സി (സൈറ്റോസിൻ) ആക്കിമാറ്റാം. ഏകാക്ഷരഉല്പരിവർത്തനംകൊണ്ടുണ്ടാവുന്ന സിക്കിൾ സെൽ അനീമിയപോലുള്ള രോഗങ്ങൾക്കു പിന്നിലെ ജീൻ തകരാറുകൾ പരിഹരിക്കാൻ ഇതുപയോഗിക്കാം. എന്നാൽ ഡിഎൻഎയിൽ ഒന്നിലധികം അക്ഷരത്തെറ്റുകൾ കൊണ്ടുണ്ടാവുന്ന ടേ സാക്‌സ്‌ രോഗം പോലുള്ളവ പരിഹരിക്കാൻ ഇതിലൂടെ സാധിക്കില്ല. ഇവിടെയാണ്‌   പ്രൈംഎഡിറ്റിങ്ങിന്റെ പ്രസക്തി. ജീനോമിൽ ആവശ്യമുള്ളിടത്തുമാത്രം കൃത്യമായി തിരുത്തലുകൾ നടത്താൻ കഴിയുന്ന പ്രൈംഎഡിറ്റിങ്‌  കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെടുത്താനും പുതിയ സാധ്യതകളിലേക്ക്‌ വെ ളിച്ചംവീശാനുമുള്ള ശ്രമത്തിലാണിപ്പോൾ ഗവേഷകർ.


പ്രധാന വാർത്തകൾ
 Top