የዩኤንሲ የሕክምና ትምህርት ቤት ሳይንቲስቶች ለሳይንሳዊ መሳሪያዎች ፈጣን ልማት እና ለብዙ በሽታዎች አዳዲስ ሕክምናዎች ኃይለኛ አዲስ "የተመራ ዝግመተ ለውጥ" ቴክኒክ ፈጠሩ።
የእድገታቸው ውጤት በሴል ውስጥ የተዘገበው ሳይንቲስቶቹ ቴክኒኩን በርካታ ፕሮቲኖችን በማፍለቅ ትክክለኛ አዳዲስ ስራዎችን በመስራት በቀናት ውስጥ እየሰሩ መሆናቸውን አሳይተዋል። አሁን ያሉት የዝግመተ ለውጥ ዘዴዎች የበለጠ አድካሚ እና ጊዜ የሚወስዱ ናቸው እና በተለምዶ በባክቴሪያ ሴሎች ውስጥ ይተገበራሉ ፣ ይህ ቴክኖሎጂ በሰው ሴሎች ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውሉ ፕሮቲኖችን ለማዳበር ያለውን ጥቅም ይገድባል።
የተመራ ዝግመተ ለውጥ ሰው ሰራሽ፣የተፋጠነ የዝግመተ ለውጥ ሂደት ተፈጥሮ ነው። ሃሳቡ የዝግመተ ለውጥ ሂደትን በአንድ የዲኤንኤ ቅደም ተከተል ላይ በማተኮር የተወሰነ ተግባር እንዲፈጽም ማድረግ ነው. ዳይሬክትድ ኢቮሉሽን በመርህ ደረጃ በሽታዎችን ለማስቆም በጠንካራ ሁኔታ የሚሰሩ እና ጥቂት ወይም ምንም የጎንዮሽ ጉዳት የሌላቸው አዳዲስ የሕክምና ዘዴዎችን ለመሥራት መጠቀም ይቻላል. በቀጥተኛ ዝግመተ ለውጥ ላይ የመጀመሪያው ሳይንሳዊ ስራ የ2018 የኖቤል ሽልማት በኬሚስትሪ አሸንፏል።
"እኛ የገነባነው እስካሁን ድረስ በአጥቢ እንስሳት ውስጥ ለሚደረገው የዝግመተ ለውጥ በጣም ጠንካራው ስርዓት ነው" ሲሉ የጥናቱ መሪ ጀስቲን ኢንግሊሽ ፒኤችዲ በዩኤንሲ የህክምና ትምህርት ቤት የፋርማኮሎጂ ዲፓርትመንት የድህረ ዶክትሬት የምርምር ተባባሪ ናቸው።
"የሳይንስ ማህበረሰቡ ይህን የመሰለ መሳሪያ ለረጅም ጊዜ ይፈልጋል" ሲሉ የጥናት ከፍተኛ ደራሲ ብራያን ኤል.ሮት፣ ኤምዲ፣ ፒኤችዲ፣ ማይክል ሁከር በዩኤንሲ የህክምና ትምህርት ቤት የፋርማኮሎጂ ዲፓርትመንት ልዩ ፕሮፌሰር ተናግረዋል።. "የእኛ ቴክኒክ ምርምርን ያፋጥናል እና በመጨረሻም በጣም የተሻሉ ህክምናዎች የሚያስፈልጉን በብዙ በሽታዎች ለሚሰቃዩ ሰዎች የተሻለ ሕክምናን ያመጣል ብለን እናምናለን።"
የቀጥታ ዝግመተ ለውጥ ሰፊ ጽንሰ-ሀሳብ አዲስ አይደለም። ተመራማሪዎች ተፈላጊ ባህሪ ያላቸውን የእንስሳት እና የእፅዋት ዝርያዎችን በመምረጥ እና በማራባት ለዘመናት ሲተገበሩት ቆይተዋል ለምሳሌ ትላልቅ ፍራፍሬዎች ያሉ የሰብል ዝርያዎች. በቅርብ አሥርተ ዓመታት ውስጥ የሥነ ሕይወት ተመራማሪዎች እንዲሁ በቤተ ሙከራ ውስጥ በሞለኪውላዊ ደረጃ ቀጥተኛ ዝግመተ ለውጥን ተጠቅመዋል፣ ለምሳሌ የሚፈለገው ንብረት ያለው ልዩነት እስኪመጣ ድረስ ጂን በዘፈቀደ በመቀየር። ነገር ግን በአጠቃላይ፣ ለባዮሎጂካል ሞለኪውሎች የተመሩ የዝግመተ ለውጥ ዘዴዎች ለመጠቀም አስቸጋሪ እና በመተግበሪያቸው ላይ የተገደቡ ናቸው።
በRoth፣እንግሊዝኛ እና ባልደረቦች የተዘጋጀው አዲሱ ዘዴ በአንፃራዊነት ፈጣን፣ቀላል እና ሁለገብ ነው። ለመቀየር የሲንድቢስ ቫይረስ የጂን ተሸካሚ ሆኖ ይጠቀማል። ቫይረሱ በዘር የሚተላለፍ ጭነት በባህላዊ ምግብ ውስጥ ያሉትን ሴሎች ሊበክል እና በፍጥነት መለወጥ ይችላል። ተመራማሪዎቹ ሁኔታዎችን አስቀምጠዋል ስለዚህም እንዲበለጽጉ ብቸኛው የሚውቴሽን ጂኖች በሴሎች ውስጥ የሚፈለገውን ተግባር ማከናወን የሚችሉ ፕሮቲኖችን ኢንኮድ የሚያደርጉ እንደ አንድ የተወሰነ ተቀባይ ማግበር ወይም የተወሰኑ ጂኖችን መቀየር ያሉ ናቸው።ስርዓቱ በአጥቢ አጥቢ ህዋሶች ውስጥ ስለሚሰራ፣ በባህላዊ ባክቴሪያ ሴል ላይ የተመሰረቱ ዘዴዎች ሸክም ወይም ሊፈጠሩ የማይችሉ አዳዲስ የሰው፣ አይጥ ወይም ሌሎች አጥቢ እንስሳት ፕሮቲኖችን ለማፍለቅ ይጠቅማል።
እንግሊዘኛ እና ባልደረቦቹ አዲሱን ስርዓት "VEGAS" ለቫይራል ኢቮሉሽን ኦፍ ጄኔቲክ አክቲዩቲንግ ቅደም ተከተሎች ብለው ይጠሩታል። በመጀመርያ ማሳያ የሮት ላብራቶሪ ቴትራሳይክሊን ትራንአክቲቪተር (ቲቲኤ) የተባለ ፕሮቲን አሻሽሎታል፣ይህም ጂኖችን ለማግበር መቀየሪያ ሆኖ የሚሰራ እና በባዮሎጂ ሙከራዎች ውስጥ መደበኛ መሳሪያ ነው። በተለምዶ tTA አንቲባዮቲክ ቴትራክሳይክሊን ወይም በቅርብ ተዛማጅ ዶክሲሳይክሊን ካጋጠመው መስራት ያቆማል፣ ነገር ግን ተመራማሪዎቹ tTA በጣም ከፍተኛ የዶክሲሳይክሊን መጠን ቢኖረውም መስራቱን እንዲቀጥል የሚያስችለውን በ22 ሚውቴሽን አዲስ ስሪት ፈጠሩ። ሂደቱ ሰባት ቀናት ብቻ ፈጅቷል።
"ይህ ምን ያህል ቀልጣፋ እንደሆነ ለመረዳት ቀደም ሲል የተዘገበው አጥቢ እንስሳት ቀጥተኛ የዝግመተ ለውጥ ዘዴ በ tetracycline transactivator ላይ የተተገበረው ሁለት ሚውቴሽን ለማምጣት አራት ወራት የፈጀ ሲሆን ይህም ለዶክሲሳይክሊን ከፊል ስሜታዊነት የጎደለው መሆኑን አስብበት።
ሳይንቲስቶቹ በመቀጠል VEGASን ጂ ፕሮቲን-የተጣመረ-ተቀባይ (GPCR) ወደተባለው የተለመደ የተንቀሳቃሽ ስልክ ተቀባይ አይነት ላይ ተገበሩት። በሰው ህዋሶች ላይ በመቶዎች የሚቆጠሩ የተለያዩ GPCR ዎች አሉ፣ እና ብዙዎቹ በዘመናዊ መድሀኒቶች የታለሙት የተለያዩ ሁኔታዎችን ለማከም ነው። አንድ የተሰጠው GPCR ከእንቅስቃሴ-አልባነት ወደ ንቁነት ሲቀየር ቅርፁን እንዴት እንደሚለውጥ በትክክል ትክክለኛ ህክምናዎችን ለመፍጠር ለሚሞክሩ ተመራማሪዎች ትልቅ ትኩረት ይሰጣል። እንግሊዘኛ እና ባልደረቦቻቸው VEGASን ተጠቅመው MRGPRX2 የተባለውን ትንሽ-የተጠና GPCR ሁልጊዜ ንቁ በሆነ ሁኔታ ውስጥ እንዲቆይ በፍጥነት ለመቀየር።
"በዚህ ፈጣን የዝግመተ ለውጥ ሂደት ውስጥ የተከሰቱትን ሚውቴሽን መለየት ለመጀመሪያ ጊዜ በተቀባዩ ፕሮቲን ውስጥ ወደ ንቁ ሁኔታ በሚደረገው ሽግግር ውስጥ የተካተቱትን ቁልፍ ክልሎች እንድንረዳ ይረዳናል" ይላል እንግሊዘኛ።
በመጨረሻ ማሳያ ቡድኑ የመድኃኒት ልማትን በቀጥታ ለመምራት የVEGASን አቅም አሳይቷል። ቬጋስን ተጠቅመው ናኖቦዲ የሚባሉ ትናንሽ ባዮሎጂካል ሞለኪውሎችን በፍጥነት በማፍለቅ የተለያዩ GPCRs - ሴሮቶኒን እና ዶፓሚን ተቀባይ ተቀባይዎችን ጨምሮ በአንጎል ሴሎች ላይ የሚገኙ እና በብዙ የአእምሮ ህክምና መድሀኒቶች የታለሙ።
ቡድኑ አሁን VEGASን እየተጠቀመ ያለው በጣም ቀልጣፋ የጂን አርትዖት መሳሪያዎችን ለማዘጋጀት፣የዘረመል በሽታዎችን ለመፈወስ እና ካንሰርን የሚያስከትሉ ጂኖችን የሚያጠፉ ናኖቦዲዎችን ለማቋቋም ነው።
