"라고 불리는 것에 대해분자 생물학자를 위한 가명,” 여러분 중 다수는 아마도 CRISPR에 대해 들어본 적이 없을 것이며 왜 흥분해야 하는지(혹은 겁을 먹어야 하는지) 알지 못할 것입니다. 첨단 유전자 치료와 접합에 관한 모든 것 - 공상과학 아이디어를 현실로 바로 가져오는 것입니다. 다음은 CRISPR 뒤에 숨은 과학과 세계가 그토록 세심한 관심을 기울이는 이유에 대한 간단한 FAQ입니다.
좋아요, CRISPR는 무엇이고 그것은 무엇을 의미하나요?
CRISPR는 위협, 특히 바이러스를 식별하고 공격하여 유기체를 보호하는 데 도움이 되는 특이한 DNA 서열을 말합니다. 이름은 다음을 의미합니다. 클러스터링된 규칙적인 간격의 짧은 회문형 반복. 예, 조금 우스꽝스럽게 들리지만 실제로 DNA 서열 자체를 보면 매우 정확한 설명입니다. 그것들은 클러스터링되어 있고 명확한 간격으로 배치되어 있으며 문자 값이 할당되면 약간의 변화를 가지고 반복적으로 반복되는 짧은 회문처럼 보입니다.
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CRISPR는 과학자들이 고세균과 박테리아의 게놈을 연구하던 1980년대에 처음으로 발견되었습니다. 이렇게 상대적으로 단순한 게놈에서도 생물학자(특히 Francisco Mojica)는 사이에 공백이 있는 매우 특정한 방식으로 반복되는 것처럼 보이는 이상한 시퀀스를 발견하기 시작했습니다. 분자 생물학자들은 그들이 독특한 목적을 가지고 있다고 확신했고, 널리 퍼진 이론은 곧 바이러스 방어가 되었고, 이는 필립 호바스(Philippe Horvath)의 지시에 따라 2007년에 마침내 입증되었습니다. 그러나 2010년대 초반이 되어서야 연구자들은 CRISPR의 잠재력에 대해 특히 열정을 갖기 시작했습니다.
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그럼 그냥 DNA 가닥인가요?
예, 아니오. CRISPR는 유전자 접합, 편집 및 일반 실험을 가능하게 하는 도구가 되었습니다. 방법을 이해하려면 먼저 게놈에서 CRISPR의 역할과 유기체(일반적으로 언급한 바와 같이 박테리아)를 보호하기 위해 어떻게 작동하는지 이해하는 것이 중요합니다. 공정한 비교는 모스 부호를 보내는 전신일 것입니다. 모든 시퀀스는 서로 다른 공격에 대한 메시지이고 모든 공간은 해당 메시지를 종료하는 STOP입니다. 은유가 당신의 것이 아니라면,
하버드는 훨씬 더 깊이 들어갑니다..유기체가 새롭고 위험한 바이러스를 만나면 자신을 보호하거나 바이러스를 물리치는 방법을 모릅니다. 대부분의 면역 반응과 마찬가지로 배워야 합니다. 바이러스가 DNA를 직접 공격하기 때문에 이는 까다로울 수 있습니다. 그러나 이는 특정 방식으로 바이러스를 취약하게 만들기도 합니다. CRISPR 서열은 바이러스에서 핵심 DNA 가닥을 훔쳐 작은 모스 부호 메시지에 보관합니다. 유사한 바이러스가 다시 공격하면 CRISPR는 "아, 우리는 이것을 인식합니다. 이를 물리치는 방법은 다음과 같습니다!"라고 응답합니다. 그리고 관련 모스 부호 메시지를 전장으로 보냅니다.
거기에는 Cas라고 불리는 작은 CRISPR 병사들이 있습니다. 이 임무를 위해 특별히 생산된 효소이며 번호가 매겨져 있습니다. 그 목적은 바이러스 DNA에 결합하여 바이러스 DNA에 암호화된 정보에 따라 약한 부분을 잘라내는 것입니다. 메시지. 이렇게 하면 바이러스가 차단되고 유기체가 성공적으로 자신을 방어할 수 있습니다.
…좋아요. 이것이 왜 다시 중요합니까?
CRISPR는 전신만 사용하는 반면 이것의 중요성을 과소평가하기는 어렵습니다. 바이러스 방어 시스템을 구축하면서 과학자들은 전신을 사용하여 의사소통하다 아무것. 유전자를 차단한다고? 물론입니다(바이러스 유전자일 필요도 없습니다). 유전자를 켜나요? 문제 없습니다. Cas 병사들에게 올바른 지시 사항을 전보로 보내면 됩니다. 특히 CRISPR-Cas9는 올바른 메시지를 수신하는 한 DNA 절단, 재조합 및 일반적 편집을 위한 탁월한 도구가 될 수 있습니다.
수년 동안 과학자들은 Cas9를 제어하고 나중에 Cas9용 작은 RNA 가이드를 개발하는 방법을 연구해 왔습니다. 군인, 심지어 보충병조차 Cpf1이라고 부르는데, 이는 위험 없이 침투 및 추출에 더 좋습니다. 돌연변이. 이에 비해 오래되고 다루기 힘든 유전자 조작 도구는 수술용 레이저 옆에 원시인 클럽처럼 보였습니다. 이는 과학계에서 큰 뉴스가 되었고, 실제로 누가 무엇에 대한 공로를 인정받을 자격이 있는지에 대해 여러 그룹과 연구자들 사이에 여러 차례의 싸움이 시작되었습니다.
여태까지는 그런대로 잘됐다. 그런데 왜 이것이 기술 세계에서 큰 문제일까요?
왜냐하면 우리는 현재 엄청난 양의 CRISPR 실험이 시작되고 있기 때문입니다. 우리의 의료 기기와 과학 지식은 CRISPR에서 배운 모든 것을 실제로 적용하고 유전자 접합에 대한 신속하고 효과적인 실험을 시작할 수 있는 지점에 도달했습니다. 최첨단 기술에 관심이 있는 분들을 위해, 주변-과학의 가치 있는 업적, 이것이 바로 존재하는 곳입니다.
정말? 우리가 편집할 수 있다는 말씀이신가요? 누구나지금 DNA는?
좋은 질문. 아직 거기까지 도달하지는 못했지만 몇 가지 유망한 실험이 수행되었습니다. 원숭이 한 쌍이 탄생했습니다. 표적 돌연변이를 통한 특정 유전자 변형 CRISPR 기술을 사용합니다. 여기서의 목표는 출생 전에 유전적 문제를 식별하고 결함이 있는 유전자를 파괴하여 그들은 어떤 피해도 입힐 수 없습니다. (단지 원숭이들에게만 효과가 있는 것도 큰 문제였습니다. 쥐). 다른 실험에서는 이 프로세스를 다음에도 사용할 수 있음이 나타났습니다. HIV 감염에 저항하기 위해 DNA를 안전하게 변경.
그러나 가장 흥미로운 실험은 중국에서 진행 중입니다. 과학자들은 CRISPR 기술을 사용하여 세포에서 손상된 DNA를 제거 살아있는 성인 폐암 환자의 모습. 이 프로젝트가 얼마나 성공적인지 지켜보는 시선이 많습니다.
좋아요: CRISPR의 미래는 어떤 모습인가요?
우리는 할 일이 많습니다. 위에서 언급한 실험에는 오랜 기간의 비용이 많이 드는 연구가 필요했고 이전에는 수많은 실패 사례가 있었다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 성공을 거두었지만, 그런 실험을 정확하게 반복하는 방법을 배우려면 상당한 노력과 투자가 필요할 것입니다.
그러나 이는 새로운 발견이라기보다는 개선에 관한 것입니다. 즉, 의료계에 애플리케이션을 적용할 수 있을 만큼 CRISPR를 사용하는 방법을 배우는 것은 시간 문제일 뿐입니다. 그런 일이 일어나기 시작하면(그리고 불과 몇 년 밖에 남지 않았을 수도 있음) 유전자 조작에 관해 우리가 갖는 많은 이론적 질문은 디자이너 아기, 무기화된 유기체, 인간 증강, 치료 비용 지불 시스템은 이론적인 것보다 훨씬 더 많은 것이 될 것입니다.
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