การประยุกต์ ของ คริสเปอร์

ภายใน พ.ศ. 2557 มีงานวิจัยกว่า 1,000 งานที่กล่าวถึงคริสเปอร์ถูกตีพิมพ์[52][53] เทคโนโลยีถูกใช้เพื่อหยุดยั้งการปฏิบัติงานของยีนในเซลล์ไลน์มนุษย์และในเซลล์, เพื่อศึกษา Candida albicans, เพื่อปรับแต่งยีสต์เพื่อผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ และเพื่อปรับแต่งพันธุกรรมของสายพันธุ์พืช[53] คริสเปอร์ยังสามารถถูกใช้เพื่อเปลี่ยนยุงให้ไม่สามารถถ่ายทอดโรค เช่น มาลาเรีย[54]

การประเมินคำอ้างใหม่สำหรับความสัมพันธ์ระหว่างยีนกับโรคบนฐานของคริสเปอร์นำไปสู้การค้นพบความผิดปกติที่อาจมีความสำคัญ[55]

การซ่อมแซมดีเอ็นเอหลังสายทั้งสองของดีเอ็นเอขาด (double-strand break, DSB)

พันธุวิศวกรรม

การแก้ไขจีโนมโดยคริสเปอร์/แคสไนน์ใช้ระบบคริสเปอร์แบบที่ 2 โดยใช้ Cas9, crRNA, tracrRNA และอาจใช้ร่วมกับส่วนของต้นแบบการซ่อมแซมดีเอ็นเอเพื่อช่วยในการเชื่อมต่อชิ้นส่วนโครโมโซมที่ไม่ใช่คู่ของมันเอง (non-homologous end joining, NHEJ) หรือ homology directed repair (HDR) ในการแก้ไขจีโนม

ภาพรวมของการสร้างพลาสมิดคริสเปอร์ แคสไนน์[56][57]

ส่วนประกอบหลัก

ส่วรประกอบหน้าที่
crRNAมีไกด์อาร์เอ็นเอซึ่งหาที่ตั้งของดีเอ็นเอของโฮสต์พร้อมกับตำแหน่ที่จับกับ tracrRNA (มักอยู่ในรูปห่วง, hairpin loop) เกิดเป็นกลุ่มรวมพร้อมปฏิบัติการ
tracrRNAจับกับ crRNA และเกิดเป็นกลุ่มรวมพร้อมปฏิบัติการ
sgRNAย่อมาจาก Single guide RNAs เป็นการรวมกันของอาร์เอ็นเอประกอบด้วย tracrRNA และ crRNA อย่างน้อยหนึ่งชิ้น
Cas9โปรตีนที่รูปแบบพร้อมปฏิบัติการสามารถปรับแต่งดีเอ็นเอได้ มีหลายรูปแบบที่มีหน้าที่แตกต่างกัน (เช่น การตัดสายเดี่ยว การตัดสายคู่ การจับกับดีเอ็นเอ) เป็นผลจากหน้าที่ของ Cas9 ในการรู้จำตำแหน่งดีเอ็นเอ
ต้นแบบการซ่อมแซม (repair template)ดีเอ็นเอที่นำกระบวนการซ่อมแซมเซลทำให้สามารถแทรกลำดับดีเอ็นเอเฉพาะได้

คริสเปอร์/แคสไนน์มักใช้พลาสมิดเพื่อบุกรุก (transfect) เซลล์เป้าหมาย[58] ส่วนประกอบหลักของพลาสมิดแสดงอยู่ในรูปทางขวา เริ่มจากการออกแบบ crRNA สำหรับการประยุกต์ใช้แต่ละครั้งด้วยความที่สิ่งนี้เป็นลำดับที่ Cas9 ใช้เพื่อระบุและจับโดยตรงกับดีเอ็นเอของเซลล์ crDNA ต้องจับกับที่ซึ่งต้องการแก้ไขเท่านั้น ต้นแบบการซ่อมแซมถูกออกแบบสำหรับการใช้แต่ละครั้งด้วยความที่ต้องทับซ้อนกับด้านใดด้านหนึ่งที่ถูกตัดและต้องเป็นรหัสสำหรับการแทรกลำดับ

crRNAs และ tracrRNA หลายชิ้นสามารถบรรจุเข้าด้วยกันเพื่อสร้าง single-guide RNA (sgRNA)[59] โดยสามารถนำ sgRNA นี้ไปต่อกับยีน Cas9 ในพลาสมิดเพื่อบุกรุกเข้าสู่เซลล์

ภาพรวมของการบุกรุกและการตัดดีเอ็นเอโดยคริสเปอร์แคสไนน์ (crRNA และ tracrRNA มักเชื่อมกันเป็นสายอาร์เอ็นเอเดียวขณะออกแบบพลาสมิด)[58]

ใกล้เคียง