ในปี 2546 เบิร์ตเสนอให้ควบคุมสิ่งที่เห็นแก่ตัวเหล่านี้เพื่อประโยชน์ที่ยิ่งใหญ่กว่า เขาจินตนาการถึงการใส่องค์ประกอบที่เห็นแก่ตัวเข้าไปในยีนหนึ่งโดยเฉพาะ ทำให้เกิดการขับเคลื่อนของยีน ซึ่งจะเปลี่ยนกฎการสืบทอดเพื่อให้แน่ใจว่าแรงขับนั้นจะถูกส่งต่อไปยังลูกหลานส่วนใหญ่ของสิ่งมีชีวิตแนวคิดของเบิร์ตคือการสร้างกลุ่มจุลินทรีย์ที่มีองค์ประกอบเห็นแก่ตัวที่เรียกว่ายีนเอนโดนิวคลีเอสกลับบ้าน ยีนเหล่านั้นสร้างเอ็นโดนิวคลีเอส — เอ็นไซม์ตัดดีเอ็นเอที่กำหนดเป้าหมายที่จุดหนึ่งในรายการพันธุกรรมหรือจีโนม
ทั้งหมดของสิ่งมีชีวิต เช่นเดียวกับกรรไกรโมเลกุล เอ็นไซม์จะตัด DNA เป้าหมาย
หากไม่มีองค์ประกอบที่เห็นแก่ตัวอยู่แล้ว ต่อไป สำเนาของยีนเอนโดนิวคลีเอสกลับบ้านที่มี DNA ล้อมรอบจะแทรกตัวเองเข้าไปในช่องว่างขณะที่เซลล์รักษารอยร้าว เมื่อแทรกเข้าไปในโครโมโซมหนึ่ง ยีนจะตัดและวางตัวเองลงในโครโมโซมที่เข้าคู่กันซึ่งสืบทอดมาจากพ่อแม่อีกตัวหนึ่ง ดังนั้นเมื่อสิ่งมีชีวิตผสมพันธุ์และแบ่งสารพันธุกรรมของมัน โครโมโซมทั้งสองจะมีกลไกในการตัดต่อ ในไข่ที่ปฏิสนธิแล้ว เครื่องตัดและวางนี้จะแปลง DNA ของคู่ครองด้วย การแก้ไขซ้ำ ๆ นี้ช่วยให้องค์ประกอบที่เห็นแก่ตัวสามารถขับเคลื่อนตัวเองไปสู่สิ่งมีชีวิตเกือบทุกชนิดในประชากร การขับยีนสามารถเร่งความเร็วผ่านประชากรเช่นไฟป่าที่ลุกโชนไปทั่วทุ่งหญ้า
แนวทางนี้มีความน่าสนใจเป็นพิเศษในการทำให้ยุงที่เป็นพาหะนำโรคอ่อนแอลง Burt คำนวณว่าการขับยีนที่ขับเคลื่อนโดยยุง 1 เปอร์เซ็นต์ในประชากรหนึ่งคนสามารถสืบทอดได้อย่างมีประสิทธิภาพมากจนใน 20 รุ่นถึง 99 เปอร์เซ็นต์ของยุงทั้งหมดจะติดตัวไปด้วย
คณิตศาสตร์ของเบิร์ตอาจอยู่ไม่ไกลจากสิ่งที่จะเกิดขึ้นหากไดรฟ์ยีน
ถูกปล่อยออกมาในป่า Nora Besansky ผู้ศึกษายุงที่เป็นพาหะนำโรคมาลาเรียกล่าวว่า “สิ่งนี้เกิดขึ้นในธรรมชาติ องค์ประกอบที่เห็นแก่ตัวที่เรียกว่าองค์ประกอบ P ได้บุกรุก DNA ของแมลงหวี่ Drosophila melanogasterในปี 1950 และ “ในเวลาน้อยกว่า 50 ปี ก็ได้แพร่กระจายไปทั่วโลก ข้ามมหาสมุทรโดยปราศจากการแทรกแซงของมนุษย์” Besansky จาก University of Notre Dame กล่าว
มนุษย์อาจสามารถควบคุมการขับยีนเพื่อฆ่ายุงตัวเมียเท่านั้น (ยุงที่กัดและแพร่โรค) หรือทำให้แมลงไม่สามารถเป็นพาหะของมาลาเรีย ไข้เลือดออก หรือโรคอื่นๆ ได้
เพื่อนำทฤษฎียีนของเขาไปปฏิบัติ ทั้งหมดที่เบิร์ตและเพื่อนร่วมงานต้องทำคือปรับรื้อระบบเอ็นโดนิวคลีเอสกลับบ้านเพื่อตัดจุดหนึ่งในจีโนมของยุง ไม่ใช่เรื่องง่ายนักนักชีววิทยาสังเคราะห์ Kevin Esvelt จาก Harvard Medical School กล่าว “มันเป็นหนึ่งในปัญหาที่ยากที่สุดในวิศวกรรมโปรตีน”
ขับเคลื่อนปฏิกิริยาลูกโซ่
สร้างไดรฟ์ยีนได้ง่ายขึ้นมากด้วย CRISPR/Cas9 ไดรฟ์ใหม่เหล่านี้แทรกยีนที่สร้างส่วนประกอบของระบบ: เอนไซม์ตัดและ RNA เพื่อนำทางไปยังไซต์ตัดที่เหมาะสม เมื่อสิ่งมีชีวิตจับคู่กัน ไดรฟ์จะเปลี่ยน DNA ของคู่พันธุ์ไปเป็นไดรฟ์ของยีนด้วย ทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ที่จะดำเนินต่อไปในชั่วนิรันดร์
6. เมื่อไข่หรือสเปิร์มที่มีไดรฟ์ยีน hte หลอมรวมกับไข่หรือสเปิร์มอื่น เอ็นไซม์และ RNA ไกด์จะถูกสร้างขึ้นเพื่อตัดยีนและเริ่มกระบวนการใหม่
E. OTWELL และ M. TELFER
ต้องใช้เวลาหลายปี แต่ในปี 2011 เบิร์ตและเพื่อนร่วมงานได้ประกาศในNatureว่าพวกเขาได้สร้างเอนโดนิวคลีเอสกลับบ้านซึ่งสามารถค้นหาและตัดยีนในยุงได้ การทดลองดังกล่าวแสดงให้เห็นว่าการสร้างยีนขับเคลื่อนในยุงนั้นเป็นไปได้ แต่ยีนขับเคลื่อนที่จะกำจัดยุงหรือขัดขวางความสามารถในการแพร่เชื้อมาลาเรียอยู่ในระหว่างดำเนินการ( SN Online: 11/23/15 )
นอกจากเอ็นโดนิวคลีเอสกลับบ้านแล้ว นักวิทยาศาสตร์ยังได้ปรับแต่งระบบโปรตีนเทียมสองระบบเพื่อเป็นเครื่องมือแก้ไขยีนที่ตั้งโปรแกรมได้ เครื่องมือเหล่านี้เรียกว่า zinc finger nucleases และ TALENs (ย่อมาจาก transcription activator-like effector nucleases) เชื่อมโยงเอนไซม์ตัดกับโปรตีนที่จับ DNA ในจุดเฉพาะ โมเลกุลเหล่านี้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถแก้ไขจีโนมได้อย่างแม่นยำ ( SN: 12/12/15, p. 7 ) แต่โปรตีน “เป็นภาระที่ต้องทำ” เบลเลนกล่าว การทำงานกับพวกเขานั้น “เจ็บปวดและช้าเกินไป” เขากล่าว “ถ้าไม่เร็วและมีประสิทธิภาพ แสดงว่าไม่ใช่เทคโนโลยีที่ดี”
CRISPR ให้ความเร็ว เช่นเดียวกับเทคโนโลยีก่อนหน้านี้ ส่วนหนึ่งของระบบ CRISPR ที่ตัดดีเอ็นเอคือโปรตีน (เอนไซม์ Cas9) แต่ต่างจากระบบอื่นๆ CRISPR จะจับคู่กรรไกรของเอนไซม์กับชิ้นส่วนของ RNA ที่นำทางไปยังนักวิจัยด้านยีนที่ต้องการตัด เมื่อ RNA พบการจับคู่กับหน่วยเก็บข้อมูลของ DNA ที่เรียกว่าเบส เอนไซม์ Cas9 จะแยก DNA
RNA นั้นเขียนโปรแกรมได้ง่ายมาก นักวิจัยเพียงแค่ต้องเลือกส่วน DNA ที่ต้องการตัดและสังเคราะห์โมเลกุล RNA ที่ตรงกัน กระบวนการนี้ใช้เวลาหลายวัน เมื่อเทียบกับสัปดาห์หรือเดือนสำหรับเทคโนโลยีอื่นๆ
นักวิจัยยอมรับ CRISPR อย่างสุดใจและใช้เทคโนโลยีนี้เพื่อจัดการกับจีโนมของสิ่งมีชีวิตจำนวนมากได้อย่างง่ายดายด้วยวิธีที่ต้องใช้เวลาหลายปีกว่าจะบรรลุผล “ไม่แน่ สักวันหนึ่ง” Doudna กล่าว “ตอนนี้แหละ”
credit : dublinscumbags.com duloxetinecymbalta-online.com eighteenofivesd.com fivefingeronline.com fivefingersshoesvibram.com fivefingervibramshoes.com fivehens.com fivespotting.com galleryatartblock.com goodbyemadamebutterfly.com
