โดย…ดร.นิพนธ์ เอี่ยมสุภาษิต
นักวิจัยจาก MIT’s McGovern Institute และ Broad Institute ของ MIT และ Harvard ได้เปิดเผยระบบการแก้ไข DNA ที่ตั้งโปรแกรมได้เรียกว่า OMEGAs (Obligate Mobile Element Guided Activity) ซึ่งอาจมีบทบาทในการสับเปลี่ยน DNA ชิ้นเล็กๆ ตลอดจีโนมของแบคทีเรีย รายละเอียดของการค้นพบนี้เผยแพร่ในวารสาร Science
เอ็นไซม์ที่ตั้งโปรแกรมได้ โดยเฉพาะเอนไซม์ที่ใช้ RNA guide (เป็นโมเลกุล RNA สังเคราะห์ที่ใช้ในการแก้ไขจีโนมบนพื้นฐานของระบบ CRISPR ซึ่งเป็นหนึ่งในเครื่องมือดัดแปลงจีโนมชนิดหนึ่งที่มีความจำเพาะสูง) สามารถปรับให้เข้ากับวัตถุประสงค์ต่างๆ ได้อย่างง่ายดาย
ตัวอย่างเช่น เอนไซม์ CRISPR ใช้ RNA guide เพื่อชี้เป้าไวรัสผู้บุกรุก แต่นักชีววิทยาสามารถออกแบบ Cas9 ให้ชี้เป้าใด ๆ ก็ได้โดยสร้าง RNA guide ของตนเอง สิ่งนี้ทำให้นักวิจัยตรวจสอบว่า ระบบธรรมชาติอื่น ๆ ได้ใช้กลไกที่คล้ายคลึงกันหรือไม่
ในตอนแรกนักวิจัยได้รับคำแนะนำว่าโปรตีน OMEGA อาจถูกชี้นำโดย RNA จากโปรตีนที่เรียกว่า IscBs ซึ่งโปรตีนเหล่านี้ไม่เกี่ยวข้องกับภูมิคุ้มกัน CRISPR และไม่ได้เชื่อมโยงกับ RNA แต่โปรตีนดังกล่าวเป็นเอนไซม์ตัด DNA ที่มีขนาดเล็ก
นักวิจัยพบว่า IscB แต่ละตัวมี RNA ขนาดเล็ก (ωRNAs) ที่เข้ารหัสไว้อยู่ใกล้ ๆ ซึ่งชี้นำเอ็นไซม์ IscB ให้ไปตัดลำดับ DNA ที่เฉพาะเจาะจง นักวิจัยยังค้นพบกลุ่มโปรตีนขนาดเล็กอื่นๆ (IsrBsและ TnpBs) ที่ใช้ ωRNAs เพื่อชี้นำรอยตัดของ DNA
IscB, IsrB และ TnpB อยู่ในส่วนของ transposons หรือที่เรียกว่ายีนกระโดด ทุกครั้งที่ยีนกระโดดเคลื่อนตัว ก็จะสร้าง RNA guide ตัวใหม่ ซึ่งช่วยให้เอ็นไซม์ที่พวกมันเข้ารหัสสามารถตัดจุดอื่นได้
ยังไม่มีการอธิบายว่า แบคทีเรียสามารถใช้ประโยชน์จากการสับเปลี่ยนจีโนมได้อย่างไร แต่นักวิจัยคิดว่าถ้า host (เจ้าบ้าน) สามารถรับได้กับระบบเหล่านี้และนำไปใช้ใหม่ได้ เจ้าของบ้านอาจจะมีความสามารถใหม่ เช่นเดียวกับระบบ CRISPR ที่ให้ภูมิคุ้มกันในการปรับตัว นักวิจัยยังตั้งข้อสังเกตว่า IscBsและ TnpBsอาจเป็นต้นกำเนิดของระบบ Cas9 และ Cas12 CRISPR
ครับ อาจจะลึกไปหน่อย แต่เป็นความพยายามที่จะทำความเข้าใจในการทำงานที่เกี่ยวข้องกับการแก้ไขยีน ทั้งนี้เพื่อนำไปสู่การพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ ๆ ในการแก้ไขยีนให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น
อ่านเพิ่มเติมได้ที่ https://www.science.org/doi/10.1126/science.abj6856