शोधकर्ताओं ने पाया है कि पारंपरिक सीआरआईएसपीआर तकनीक में उपयोग किए जाने वाले जीन संपादक को अलग करने से एक अधिक सटीक उपकरण बनाया जा सकता है जिसे चालू और बंद किया जा सकता है, जिससे अनपेक्षित जीनोम उत्परिवर्तन होने की संभावना बहुत कम हो जाती है। उनका कहना है कि उनके नए उपकरण में सभी रोग पैदा करने वाले उत्परिवर्तनों में से आधे को ठीक करने की क्षमता है।
सीआरआईएसपीआर उन वैज्ञानिक शब्दों में से एक है जो रोजमर्रा की शब्दावली में शामिल हो गया है। यह जीन-संपादन उपकरण यकीनन 21वीं सदी की सबसे बड़ी खोजों में से एक है, जिसने आनुवंशिक और गैर-आनुवंशिक रोगों के अनुसंधान और उपचार में क्रांति ला दी है। लेकिन सीआरआईएसपीआर तकनीक से जुड़ा मुख्य जोखिम "ऑफ-टारगेट एडिटिंग" है, जो लक्ष्य साइट के अलावा जीनोम में अप्रत्याशित, अनावश्यक या प्रतिकूल परिवर्तनों की घटना है।
अब, राइस यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने सीआरआईएसपीआर तकनीक पर आधारित एक नया जीन-संपादन उपकरण विकसित किया है जो अधिक सटीक है और ऑफ-टारगेट संपादन की संभावना को काफी कम कर देता है।
अध्ययन के पहले लेखक होंगज़ी ज़ेंग ने कहा, "हमारी टीम जीन-संपादन उपकरण का एक उन्नत संस्करण विकसित करने के लिए तैयार है जिसे आवश्यकतानुसार चालू या बंद किया जा सकता है, जो अद्वितीय सुरक्षा और सटीकता प्रदान करता है।" "इस तरह के उपकरण में हमारे जीनोम में रोग पैदा करने वाले लगभग आधे उत्परिवर्तन को ठीक करने की क्षमता है। हालांकि, वर्तमान एडेनिन बेस संपादक लगातार 'चालू' स्थिति में हैं, जिससे मेजबान जीनोम में वांछित सुधार करते समय अवांछित जीनोमिक परिवर्तन हो सकते हैं।"
डीएनए दो जुड़े हुए धागों से बना होता है जो एक दूसरे के चारों ओर लपेटकर एक डबल हेलिक्स बनाते हैं जो एक मुड़ी हुई सीढ़ी जैसा दिखता है। सीढ़ी के " पायदान " आधार युग्मों से बने होते हैं, जो हाइड्रोजन बांड द्वारा एक साथ बंधे हुए दो पूरक न्यूक्लियोटाइड आधार होते हैं: एडेनिन (ए) थाइमिन (टी) के साथ जोड़े, और साइटोसिन (सी) गुआनिन (जी) के साथ जोड़े।
बेस जोड़ी उत्परिवर्तन, जिसे "बिंदु उत्परिवर्तन" भी कहा जाता है, हजारों बीमारियों के लिए जिम्मेदार हैं। पारंपरिक सीआरआईएसपीआर वांछित साइट पर बिंदु उत्परिवर्तन बनाने के लिए एडेनिन बेस एडिटर (एबीई) या साइटोसिन बेस एडिटर (सीबीई) का उपयोग करता है। यहां, शोधकर्ताओं ने एबीई का उपयोग किया और इसे संशोधित किया।
उन्होंने एबीई को दो अलग-अलग प्रोटीनों में अलग कर दिया, जो सिरोलिमस अणु जोड़े जाने तक निष्क्रिय रहे। सिरोलिमस, जिसे रैपामाइसिन के नाम से भी जाना जाता है, एक एंटी-ट्यूमर और इम्यूनोसप्रेसिव गुणों वाली दवा है जिसका उपयोग अंग प्रत्यारोपण में अस्वीकृति को रोकने और कुछ प्रकार के कैंसर के इलाज के लिए किया जाता है।
ज़ेंग ने कहा, "जब इस छोटे अणु को पेश किया जाता है, तो एडेनिन बेस एडिटर के दो स्वतंत्र निष्क्रिय खंड एक साथ चिपक जाते हैं और सक्रिय हो जाते हैं।" "जब शरीर रैपामाइसिन का चयापचय करता है, तो ये दो टुकड़े अलग हो जाते हैं, जिससे सिस्टम निष्क्रिय हो जाता है।"
शोधकर्ताओं ने पाया कि मूल, अक्षुण्ण एबीई की तुलना में कम समय तक सक्रिय रहने के अलावा, उनके नए विभाजित जीन-संपादन उपकरण के अन्य लाभ भी थे।
ज़ेंग ने कहा, "पूर्ण [आधार] संपादक की तुलना में, हमारा संस्करण ऑफ-टारगेट संपादन को 70 प्रतिशत से अधिक कम कर देता है और ऑन-टारगेट संपादन की सटीकता में सुधार करता है।"
उन्होंने माउस लीवर में PCSK9 जीन को लक्षित करके अपने दृष्टिकोण का परीक्षण किया। PCSK9 जीन एक प्रोटीन बनाता है जो रक्त में कोलेस्ट्रॉल के स्तर को नियंत्रित करने में मदद करता है और इसलिए इसका मनुष्यों पर चिकित्सीय प्रभाव पड़ता है। उन्होंने रैपामाइसिन-सक्रिय विभाजन एबीई को एडेनो-एसोसिएटेड वायरस (एएवी) वेक्टर में पैक किया और पाया कि यह जीन पर एकल ए●टी बेस जोड़ी को जी●सी बेस जोड़ी में परिवर्तित कर सकता है। यह रूपांतरण विशेष रूप से उपयोगी है क्योंकि G●C से A●T बेस जोड़ी के उत्परिवर्तन मानव आनुवंशिक रोगों से जुड़े एकल-बिंदु उत्परिवर्तन का लगभग 50% है।
अध्ययन के संबंधित लेखक गाओ ज़ू ने कहा, "हमें उम्मीद है कि हमारे विभाजित जीनोम संपादन उपकरण अंततः मानव स्वास्थ्य संबंधी समस्याओं को अधिक सटीकता के साथ हल करने के लिए लागू किए जाएंगे।"
यह शोध नेचर कम्युनिकेशंस पत्रिका में प्रकाशित हुआ था।