רבות נכתב על הטכנולוגיה החדשה שמשנה את תחום הביולוגיה (כולל כאן אצלנו) – הכלי החדשני והיעיל לעריכת הגנום שהתגלה כמנגנון חיסוני של חיידקים כנגד הדבקות נגיפיות (על-ידי בקטריופאג'ים) ונקרא מערכת CRISPR/Cas9. מתרפיה גנטית לחקלאות, מנשק ביולוגי לעיצוב תינוקות – הטכנולוגיה הזו היא מהפכנית וכמו כל המהפכות של המין האנושי היא מכילה אפשרויות עצומות יחד עם סיכונים.
בקטנה: מערכת הקריספר מאפשרת לחתוך מקטעים מהדנ"א, להחדיר מוטציות ולהכניס מקטעים חדשים. הדבר נעשה על-ידי החדרת רנ"א חד-גדילי מדריך (Guiding RNA), שנקשר לרצף המטרה, מגייס חלבון שחותך את הדנ"א בשם Cas9 וחותך את המקטע הרצוי בגנום. המערכת מאפשרת במהירות וביעילות יחסית לעבר, לחתוך ולהדביק חתיכות מהגנום, להכניס שינויים מכוונים, להפסיק פעילות של חלבונים מסוימים ועוד.
הטכנולוגיה מתפתחת במהירות, ורק לאחרונה חוקרים מ-MIT ו-NCBI גילו חלבוני CRISPR נוספים שחותכים דווקא רנ"א ולא דנ"א. אחד מהחלבונים האלו נקרא C2c2 והוא חותך רנ"א חד-גדילי (התוצר של הדנ"א בדרך לייצור חלבון). החוקרים פרסמו את הממצאים במגזין Science ומראים למעשה את המגוון של מערכות CRISPR בחיידקים ואת האפשרויות שפותחת טכנולוגיה של עריכת רנ"א בתאים חיים.
החוקרים בודדו את החלבון C2c2 מחיידק מסוים וראו שיש לו מאפיין חלבוני שקיים בדרך כלל באנזימים חותכי רנ"א – רנ"אזות (RNAses). הם הראו שביטוי החלבון C2c2 בחיידק אי-קולי העניקה לו עמידות לוירוסים של רנ"א; כשהם פגעו באתר הפעיל של החלבון, העמידות נעלמה. החוקרים מציעים שהמערכת של C2c2 יכולה לשמש כדי להפסיק ביטוי של גן מטרה דרך הכנסת המוטנט הלא פעיל של C2c2, כך שייקשר רק לרנ"א של גן המטרה בתא וימנע את ביטויו בלי לחתוך אותו.
החוקרים הראו ש-C2c2 חותך בנוקלאוטידים של אורציל (U) ובמבנים שניוניים מסוימים של הרנ"א. אך לעומת Cas9 הספציפי, C2c2 לא מאוד ספציפי וחותך גם באזורים סמוכים כתלות בכמות ובקיפול של הרנ"א. מה שקורה בתוך החיידק הוא ש-C2c2 חותך בהתחלה את הרנ"א הזר ואז הוא משתנה חותך רנ"א באופן לא ספציפי, מוריד את החיות של החיידקים ומכניס אותם למן תרדמת או לכיוון של מוות תאי מתוכנן. ההתאבדות האלטרואיסטית הזו לטובת הכלל היא כנראה הפונקציה הביולוגית החשובה של המערכת הזו בחיידקים בעת תקיפת וירוסים.
טכנולוגיות הקיימות כיום, כגון ה-(RNAi (RNA Interference, מאפשרות לסמן ולחתוך רנ"א באופן ספציפי, אך ה-CRISPR-RNA יוכל לשמש לעריכת רנ"א בצורות שלא נעשו עד היום כמו עריכת שעתוק או בקרת תרגום. כמו כן, אם המערכת של C2c2 תהונדס כך שהיא תהיה ספציפית יותר, היא תאפשר להפסיק ביטוי גנים בצורה מהירה ויעילה יותר ממערכת ה-CRISPR הקיימת שעובדת ברמת הדנ"א.
ישנן קבוצות חוקרים שעובדות במקביל על פיתוח מערכת ה-CRISPR של Cas9 על-ידי הינדוסו כך שיוכל להקשר ולעקוב, אך לא לחתוך, רנ"א שליח. שתי המערכות נמצאות בחיתוליהן ובוודאי יעברו עוד שינויים ושיפורים רבים. אנחנו נמשיך לעקוב ולעדכן.
מאת ד"ר ליאת יקיר
לקריאת המאמר המקורי

עריכה לשונית: לנה קלמיקוב