چگونه جهش‌های نانسنس ژنتیکی را اصلاح کنیم: ابزار ویرایش ژن چندمنظوره می‌تواند به بیماری‌های متعددی بپردازد
مولکول‌های RNA مصنوعی می‌توانند سلول‌ها را برنامه‌ریزی کنند تا جهش‌های DNA که بر تولید پروتئین اثر منفی می‌گذارند، نادیده بگیرند.
ماشین‌آلات تولید پروتئین یک سلول (تصویر هنری) می‌تواند طوری تنظیم شود که جهش‌هایی که در غیر این صورت منجر به کوتاه شدن پروتئین‌ها می‌شوند، نادیده بگیرد. اعتبار: کریستوف برگستد/اس‌پی‌ال
یک ابزار ویرایش ژن چندمنظوره می‌تواند با بازگرداندن پروتئین‌هایی که توسط جهش‌های بیماری‌زا کوتاه شده‌اند، چندین اختلال ژنتیکی را اصلاح کند. این روش ممکن است روزی مانعی اساسی که درمان‌های ویرایش ژن با آن مواجه‌اند، یعنی نیاز به طراحی درمانی ویژه برای هر بیماری، را از بین ببرد.
رویکرد جدیدی به نام PERT، ویرایش ژن را با مولکول‌های RNA مهندسی‌شده ترکیب می‌کند تا حتی زمانی که یک جهش در DNA به‌طور پیش‌دستی به توقف می‌انجامد، سنتز پروتئین ادامه یابد. این جهش‌ها «جهش‌های نانسنس» نامیده می‌شوند و تقریباً یک‌چهارم تمام انواع شناخته‌شدهٔ جهش‌های DNA عامل بیماری‌ها را تشکیل می‌دهند.
سیستم قدرتمند CRISPR یک ژن کامل را به DNA انسان وارد می‌کند
تا کنون، PERT جهش‌های نانسنس مرتبط با بیماری را در موش‌ها و در سلول‌های انسانی کشت‌شده در آزمایشگاه عبور داده است، اما پیش از اینکه این روش در انسان‌ها مورد مطالعه قرار گیرد، نیاز به آزمایشات بیشتر و بهبود دارد، طبق گفتهٔ دیوید لیو، زیست‌شناس شیمیایی در موسسهٔ Broad در کمبریج، ماساچوست و یکی از هم‌نویسندگان مقاله‌ای دربارهٔ این تکنیک.
اگر در انسان‌ها مؤثر باشد، PERT می‌تواند هزینه‌ها را کاهش داده و سرعت توسعهٔ درمان‌های ویرایش ژن برای بسیاری از بیماری‌ها را تسریع کند. لیو می‌گوید: «رویکردهای بدون توجه به نوع بیماری همانند این، افقی نو می‌گشایند که به نظرم برای بیماران بسیار هیجان‌انگیز است.» او و همکارانش نتایج خود را در ۱۹ نوامبر در Nature1 منتشر کردند.
پیشنهاد PERT
لیو اولین بار ایدهٔ PERT را چند سال پیش هنگام آماده‌سازی برای رویدادی به نام کارائوکه علمی در عقب‌نشینی سالانهٔ آزمایشگاه‌اش تصور کرد. در این رویداد، هر عضو یک ایدهٔ خلاقانه برای پروژه‌ای که می‌تواند مسیر جدیدی به آزمایشگاه بدهد، ارائه می‌کند. خوانندگی الزامی نیست.
برای پروژه‌اش، لیو پیشنهاد کرد که تیم به بررسی مولکول‌های RNA مصنوعی به نام tRNAهای سرکوب‌کننده بپردازند، که به ماشین‌آلات سنتز پروتئین سلول اجازه می‌دهند تا از یک جهش نانسنس در DNA عبور کرده و پروتئین کامل تولید کنند. لیو معتقد بود که می‌توان tRNAهای سرکوب‌کننده را با استفاده از تکنیکی به نام prime editing به ژنوم وارد کرد. در پایان ارائهٔ ده دقیقه‌ای‌اش، لیو از آزمایشگاهش پرسید آیا کسی مایل است این پروژه را بر عهده بگیرد؛ چند عضو داوطلب شدند.
ویرایش ژن شخصی‌سازی‌شده به یک نوزاد کمک کرد: آیا می‌توان آن را به‌صورت گسترده گسترش داد؟
در حینی که تیم برای توسعهٔ PERT کار می‌کرد، پژوهشگران دیگر نتایج امیدبخشی با استفاده از tRNAهای سرکوب‌کننده بدون ویرایش ژن منتشر کردند. یک گروه از یک ویروس برای انتقال tRNA به سلول‌ها استفاده کرد2؛ گروه دیگری tRNAهای خود را در ذرات چربی مشابه به آن‌هایی که در واکسن‌های mRNA کووید‑۱۹ به کار می‌روند، محصور کرد3.
هر یک از این روش‌ها در مدل‌های حیوانی مبتلا به بیماری‌های ژنتیکی امیدبخش بودند. اما ویروس‌ها می‌توانند واکنش‌های ایمنی خطرناکی ایجاد کنند و ذرات چربی نیاز به دوزهای مکرر دارند، می‌گوید زویا ایگناتووا، شیمیست در دانشگاه هامبورگ، آلمان.
در مقابل، ویرایش ژن به پژوهشگران امکان می‌دهد ژنی که کدگذار tRNA سرکوب‌کننده است را به ژنوم گیرنده وارد کنند؛ نظریه این است که دیگر نیازی به دوزهای اضافی نخواهد بود.
