نانوحاملی برای وارد کردن ابزار اصلاح‌گر ژن به درون سلول
محققان دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی برای اولین بار موفق به ساخت حامل نانومقیاسی از جنس DNA شدند که قادر است ابزار ویرایش ژن CRISPR-Cas9 را به داخل سلول وارد کند. این کار هم در محیط آزمایشگاهی و هم در مدل حیوانی انجام شده‌است.
محققان دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی با استفاده از DNA موفق به ساخت نانوحاملی شدند که قادر به حمل کمپلکس اصلاح کننده ژن بوده و می‌تواند این ساختار را به درون هسته ببرد.
CRISPR-Cas9 در باکتری‌ها یافت شده و وظیفه محافظت باکتری از گزند ویروس‌های مهاجم را بر عهده دارد. برای این کار، یک رشته کوتاه RNA موسوم به CRISPR-RNAs تولید می‌شود که با توالی DNA ویژه‌ای در ویروس مهاجم مطابقت دارد. طی سالهای اخیر سیستم CRISPR-Cas9 به شدت مورد توجه جامعه علمی قرار گرفته است و محققان علاقمند به استفاده از این سیستم به‌عنوان ابزار ویرایش ژن هستند. در این ابزار، CRISPR نقش یابنده بخش ویژه‌ای از DNA را داشته و Cas پروتئین برش دهنده آن بخش از DNA است.
برای این که بتوان از این سیستم اصلاح ژنی استفاده نمود، در قدم اول لازم است که بتوان این ابزار را وارد سلول کرد. در این پروژه پژوهشگران روی ساخت نانوحاملی کار کردند که بتواند کمپلکس CRISPR-Cas9 را وارد یک سلول کند.
چیس بسیل از محققان این پروژه می‌گوید: «به صورت رایج محققان DNA ویژه‌ای را وارد سلول هدف می‌کنند تا موجب تولید کمپلکس CRISPR-Cas9 در درون سلول شود. این کار با محدودیت‌هایی روبرو است؛ برای مثال، مقدار دوز تولید CRISPR-Cas9 درون سلول به سختی قابل کنترل است. به همین دلیل محققان به دنبال روشی هستند که به جای تبدیل سلول به CRISPR-Cas9، این کمپلکس را وارد سلول کنند. در این پروژه ما نانوحاملی برای این کار تولید کردیم.»
به گزارش ستاد توسعه فناوری نانو،ژن گو از محققان این پروژه می‌گوید: «این نانوحاملی که ما ساخته‌ایم شبیه یک گلوله کاموایی است که کلافی از رشته‌ها منجر به تولید ساختاری شده‌است. این نانوساختار کاملاً زیست‌سازگار بوده و می‌توان با استفاده از خودآرایی، آن را به سادگی تولید کرد.»
این نانوحامل از رشته‌های DNA تولید شده که توالی آن مکمل کمپلکس RNA است؛ بنابراین می‌تواند آن را به راحتی حمل کند. زمانی که این نانوحامل به سلول برخورد می‌کند به آن متصل شده و توسط سلول بلعیده می‌شود. این ساختار دارای پوششی است که آن را درون سلول حفظ می‌کند تا کمپلکس به هسته سلول برسد. با وارد شدن به هسته سلول رهاسازی ژن و اصلاح آن آغاز می‌شود.
