การดัดแปลงโปรตีนใหม่ด้วยวิธีการแก้ไขจีโนม

  •  
  •  
  •  
  •  

โดย…ดร.นิพนธ์ เอี่ยมสุภาษิต

   

นักชีววิทยาเชิงคำนวณ (Computational biologists) ในกลุ่มจักรกลโมเลกุล (Molecular Machines) ของ Media Lab และ MIT Center for Bits and Atoms ประสบความสำเร็จในการดัดแปลงโปรตีนใหม่ด้วยการพัฒนาความสามารถและรูปแบบของการแก้ไขจีโนม จากเอนไซม์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ การค้นพบครั้งนี้รายงานในวารสาร Nature Biotechnology ซึ่งจะช่วยขยายขอบเขตของลำดับดีเอ็นเอที่สามารถเข้าถึงได้อย่างถูกต้องและมีประสิทธิภาพ

      ระบบ CRISPR-Cas9 ได้รับการออกแบบโดยนักวิทยาศาสตร์จากธรรมชาติ นั่นคือแบคทีเรียได้ใช้ CRISPR ในระบบภูมิคุ้มกัน เพื่อป้องกันตนเองจากการโจมตีของไวรัส ด้วยการค้นพบโปรตีน CRISPR ในแบคทีเรีย เช่น Cas9 นักวิจัยสามารถกำหนดเป้าหมาย ตัดและลดลำดับของ DNA ร่วมกับ guide RNA (RNA ที่ทำหน้าที่นำทาง)

       อย่างไรก็ตาม Cas9 จะขึ้นอยู่กับรหัสของ DNA เพื่อระบุตำแหน่งที่จะตัดและแก้ไข ตัวอย่างเช่น Cas9 จาก Streptococcus pyogenes ต้องการ G nucleotides (หน่วยย่อยของดีเอ็นเอและอาร์เอ็นเอ) สองตัวข้างตำแหน่งเป้าหมายและมีลำดับดีเอ็นเอน้อยกว่าร้อยละ 10 เท่านั้นที่ตรงตามเงื่อนไขนี้

       ในปี 2561 นักวิจัยได้ทำการศึกษา Cas9 จาก Streptococcus canis (ScCas9) ซึ่งขยายพื้นที่เป้าหมายจากร้อยละ 10 เป็นร้อยละ 50 ในการค้นพบครั้งล่าสุด นักวิจัยใช้การคำนวณและการทดลอง เพื่อระบุส่วนที่ไม่ซ้ำจากโปรตีน Cas9 ที่คล้ายกันเพื่อดัดแปลง ScCas9 ซึ่งรุ่นที่ได้รับการดัดแปลงให้ชื่อว่า Sc++ เป็นเอนไซม์ตัวแรกที่แสดงคุณสมบัติที่สำคัญสำหรับการแก้ไขจีโนมที่มีประสิทธิภาพ มีความสามารถในการกำหนดเป้าหมายในวงกว้าง มีกิจกรรมการตัดที่ตรงไปตรงมา และมีข้อผิดพลาดในการตัดนอกเป้าหมายน้อยที่สุด

       ครับ เป็นความหน้าในการพัฒนาวิธีการแก้ไขยีนให้มีประสิทธิภาพและมีข้อผิดพลาดน้อยที่สุด

       อ่านเพิ่มเติมได้ที่ https://www.nature.com/articles/s41587-020-0517-0

เรื่องอื่นๆ ที่น่าสนใจ