سامانه ی CRISPR/Cas و کاربردهای آن در کشاورزی و بیماری شناسی گیاهی

تکرارهای تشابه برگشتی کوتاه درون فاصله ای منظم خوشه ای (CRISPR) یا سامانه ی پروتئین Cas9 مرتبط با CRISPR/Cas9) CRISPR) ابزار ویرایش ژنومی قدرتمند و چندکارهای فراهم کرده است که محققان را قادر می سازدتا عناصر ژنومی اختصاصی را به طور کاملا دقیقی تغییر دهند. این روش همچنین عملکرد ژن های مورد هدف را درزیست شناسی و بیماری های مختلف روشن کرده است. سامانه CRISPR/Cas9 دارای یک نوکلئاز غیراختصاصی Cas9 ویک مجموعه از crRNA اختصاصی توالی برنامه ریزی شده هستند که می توانند آنزیم Cas9 را به منظور شکستن دی ان-ای هدایت و در نواحی هدف برش های دورشته ای تولید کنند. فرایندهای ترمیم دیانای سلولی بعدی منجر به قراردهی،حذف یا جایگزینی دلخواه در نواحی هدف می شوند. اختصاصیت شکستن دی ان ای به واسطه ی CRISPR/Cas9نیازمند توالی های هدفی است که به crRNA جفت شوند. همچنین نیاز به یک موتیف مجاور پروتواسپیسر یا پم دارد کهدر پایین دست توالی های هدف واقع شده است. از این سامانه علاوه بر ویرایش ژنوم، در پزشکی، کشاورزی و صنعتاستفاده می شود. از مهمترین کاربردهای این سامانه در کشاورزی میتوان به بررسی تنوع بالای ژنتیکی به طور همزماندر چندین ژن، مطالعه ی ژنتیک مستقیم و معکوس، ایجاد گیاهان تراریخت، بهبود محصولات پلی پلوئیدی مثل گندم وسیب زمینی، ایجاد قارچ های خوراکی مقاوم به قهوه ای شدن، ایجاد ویژگی های زیستی و غیرزیستی پایدار در گیاهانزراعی اشاره کرد. در اینجا به بررسی سازوکار مولکولی، کاربردها و چالش های ویرایش ژنوم به واسطه ی سامانه یCRISPR (خصوصا CRISPR/Cas9) و در نهایت راه های جایگزین این سامانه پرداخته خواهد شد.

Keywords:

, crRNA , CRISPR/Cas , ویرایش ژنوم , فرایندهای ترمیم سلولی