உடலில் முதுமைக்கான மாற்றங்கள் உள்பட பல மாற்றங்களை ஏற்படுத்தும் மரபணுக்களை நீக்கி இளமையான தோற்றம் உருவாக்கும் மரபணுக்களை வெட்டி ஒட்டும் புதிய தொழில் நுட்பம் CRISPR-Cas9 கண்டுபிடிப்பாகியுள்ளது.
மனிதர்கள் பிறப்பு முதல் வளர்ந்து முதுமை தோற்றம் அடைவது வரை மரபணுக்களுக்குள் வைத்திருக்கும் கட்டளைகளின்படியே நடக்கிறது.
இந்த கட்டளைகளை வெட்டி இளமைத்தோற்றம் இருக்கும் மரபணு கட்டளையை ஒட்டிவிட்டால் முதுமைத்தோற்றம் இல்லமல போய்விடும் கேட்பதற்கு நன்றாக இருக்கிறது, ஆனால் இது சாத்தியமா என்றால் ஆம் என்று விடை கூறியுள்ளது நவீன மருத்துவம் CRISPR-Cas9.
CRISPR-Cas9 என்பது செல்களில் இருக்கும் ஒரு பாதுகாப்பு அமைப்பு. ஒரு வைரஸ் செல்லுக்குள் நுழையும்போது, அந்தச் செல் வைரஸின் மரபணுவின் ஒரு பகுதியைப் பெற்று, அதைத் தன் சொந்த மரபணுவில் இணைத்துக்கொள்ளும். புதிதாகப் பெறப்பட்ட டி.என்.ஏ-வைக் கொண்டு, CRISPR ஒரு புதிய “வழிகாட்டி” ஆர்.என்.ஏ.-வை உருவாக்கும். அதே வைரஸ் மீண்டும் தாக்கும்போது, இந்த வழிகாட்டி ஆர்.என்.ஏ. வைரஸ் டி.என்.ஏ.வை விரைவாக அடையாளம் கண்டு அதனுடன் ஒட்டிக்கொள்ளும். பின்னர், இந்த வழிகாட்டி ஆர்.என்.ஏ, Cas9 என்ற நொதியை (ஒரு வகை புரதம்) “மூலக்கூறு கத்தரிக்கோல்” போலச் செயல்பட வழிநடத்தி, வைரஸ் டி.என்.ஏ-வை வெட்டி அழிக்கும்.
மரபணு திருத்தும் கருவி
2012இல் அறிவியலாளர்கள் ஜெனிஃபர் டவுட்னா மற்றும் இம்மானுவேல் சார்பென்டியர் ஆகியோர் நுண்ணுயிரிகளில் காணப்படும் இந்த வழிமுறையைப் பின்பற்றி, மரபணு-திருத்தும் கருவியை உருவாக்கினர். இதற்கு அவர்கள் CRISPR-Cas9 என்று பெயரிட்டனர். இந்தச் சாதனைக்காக அவர்களுக்கு 8 ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு வேதியியலுக்கான நோபல் பரிசு கிடைத்தது.
இந்தக் கருவி, கணினி மென்பொருள்களில் உள்ள “வெட்டு-நகலெடு-ஒட்டு” (cut-copy-paste) அல்லது “கண்டுபிடித்து-மாற்று” (find-replace) செயல்பாடுகளைப் போலவே வேலை செய்கிறது.
CRISPR-Cas9 செயல்படும் விதம்
டி.என்.ஏ-வில் உள்ள மரபணுத் தகவல்கள் நான்கு வேதிப் பொருட்களான அடினைன் (A), குவானைன் (G), சைட்டோசின் (C), மற்றும் தைமின் (T) ஆகியவற்றால் ஆன குறியீடுகளாகச் சேமிக்கப்படுகின்றன. இந்த அடிப்படைகள் இணையாக (pairs) அமைந்து, ஒன்றன் மீது ஒன்றாக அடுக்கப்பட்டு, டி.என்.ஏ-வின் இரட்டைச் சுருள் அமைப்பின் கிடைமட்ட அடுக்குகளை உருவாக்குகின்றன. இங்கு A எப்போதும் T உடனும், C எப்போதும் G உடனும் இணையும். கே.ஜே.க்கு ஏற்பட்டது போன்ற மரபணு கோளாறுகள், அசாதாரண டி.என்.ஏ வரிசை (அதாவது, A-G அல்லது G-T போன்ற தவறான இணைதல்) இருப்பதால்தான் ஏற்படுகின்றன.
மரபணு திருத்தும் கருவியின் முதல் பணி, ஒரு நோயாளியின் நோய்க்குக் காரணமான அசாதாரண டி.என்.ஏ வரிசையைக் கண்டறிவதுதான். கெட்ட டி.என்.ஏ கண்டறியப்பட்டதும், விஞ்ஞானிகள் Cas9 நொதியுடன் இணைக்கப்பட்ட ஒரு வழிகாட்டி ஆர்.என்.ஏ-வை உருவாக்கி, அதை நோயாளியின் இலக்கு செல்களுக்குள் செலுத்துகிறார்கள்.
வழிகாட்டி ஆர்.என்.ஏ, கெட்ட டி.என்.ஏ வரிசையை அடையாளம் கண்டதும், Cas9 நொதி குறிப்பிட்ட இடத்தில் டி.என்.ஏ-வை வெட்டுகிறது. இது “இரட்டைச் சுருள் முறிவு” (double-strand break) எனப்படும் செயல்முறை (ஏனெனில் டி.என்.ஏ-வின் இரு சுருள்களும் வெட்டப்படுகின்றன). இது நோயை ஏற்படுத்தும் டி.என்.ஏ வரிசையை நீக்குகிறது.
டி.என்.ஏ. இழைகளுக்கு இயற்கையாகவே மீண்டும் இணைந்து தன்னைத் தானே சரிசெய்து கொள்ளும் தன்மை உண்டு. இதனால் கெட்ட வரிசை மீண்டும் வளர வாய்ப்புள்ளது. இந்தச் சிக்கலைத் தீர்க்க, “வெட்டும்” செயல்முறைக்குப் பிறகு, சரியான டி.என்.ஏ வரிசையையும் விஞ்ஞானிகள் வழங்குகிறார்கள். இது துண்டிக்கப்பட்ட டி.என்.ஏ. இழைகளுடன் தன்னை இணைத்துக்கொள்ளும். பல ஆண்டுகளாக, அறிவியல் ஆய்வாளர்கள் அசல் CRISPR-Cas9 தொழில்நுட்பத்தில் பல மேம்பாடுகளைச் செய்துள்ளனர். இதனால் அது பாதுகாப்பானது மற்றும் மிகவும் துல்லியமானது. இந்த கருவியின் புதிய, மேம்படுத்தப்பட்ட பதிப்பே பேஸ் எடிட்டிங் (Base Editing) ஆகும்.
பேஸ் எடிட்டிங் (Base Editing) என்பது மரபணுக்களை மாற்றியமைக்கும் ஒரு புதிய முறையாகும். இது CRISPR-Cas9 போன்ற பழைய முறைகளை விட மிகவும் துல்லியமானது மற்றும் பாதுகாப்பானது. இதை “பென்சில் மற்றும் அழிப்பான்” கொண்டு மரபணுக்களை திருத்துவதற்கு ஒப்பிடலாம்.
பேஸ் எடிட்டிங் எவ்வாறு செயல்படுகிறது?
பாரம்பரிய CRISPR-Cas9 கருவி டி.என்.ஏ-வில் இரட்டைச் சுருள் முறிவை ஏற்படுத்துகிறது. ஆனால், பேஸ் எடிட்டிங் அப்படிக் கிடையாது. இது Cas9 நொதியுடன் இணைக்கப்பட்ட ஒரு சிறப்பு நொதியைப் பயன்படுத்தி, டி.என்.ஏ-வில் உள்ள ஒற்றை அடிப்படையை மட்டும் மாற்றியமைக்கிறது. அதாவது, ஒரு தவறான “A-C” இணையை “A-T” ஆக மாற்ற C-ஐ T ஆக மாற்றுகிறது.
இதன் முக்கிய நன்மைகள்:
துல்லியம்: இது ஒரு குறிப்பிட்ட குறைபாடுகள் மற்றும் விருப்பமான மரபணுக்குறியீட்டை மட்டும் மாற்றுவதால் மிகவும் துல்லியமானது. மரபணு தொடரில் இரட்டைச் சுருள் முறிவை ஏற்படுத்தாததால், பக்க விளைவுகள் ஏற்படுவது குறைவு.
மிகவும் அரிதான நோய்களுக்கு தற்போது மரபணு சிகிச்சை வேறு டி என் ஏவை வைத்து செய்யப்படுகிறது. இந்த நிலையில் புதிய சிகிச்சை முறையின் படி நமது உடலில் இருந்தே ஆரோக்கியமான காது மடல் மற்றும் மூளை புரதங்களைக் கொண்டு எடிட் செய்யப்படுவதால் எந்த ஒரு பக்கவிளைவும் இல்லாத சிகிச்சையாக இது இருக்கும்.
