کراسپیس: ایک نیا محفوظ "CRISPR - Cas سسٹم" جو جین اور پروٹین دونوں میں ترمیم کرتا ہے  

بیکٹیریا اور وائرس میں "CRISPR-Cas سسٹم" حملہ آور وائرل تسلسل کی شناخت اور تباہ کر دیتے ہیں۔ یہ وائرل انفیکشن کے خلاف تحفظ کے لیے بیکٹیریل اور قدیم مدافعتی نظام ہے۔ 2012 میں، CRISPR-Cas سسٹم کو ایک کے طور پر تسلیم کیا گیا تھا۔ جینوم ترمیم کا آلہ. اس کے بعد سے، CRISPR-Cas سسٹمز کی وسیع رینج تیار کی گئی ہے اور اس نے جین تھراپی، تشخیص، تحقیق اور فصل کی بہتری جیسے شعبوں میں درخواستیں تلاش کی ہیں۔ تاہم، فی الحال دستیاب CRISPR-Cas سسٹمز کا کلینیکل استعمال محدود ہے جس کی وجہ سے ہدف سے باہر ہونے والی ترمیم، غیر متوقع ڈی این اے کی تبدیلیوں اور وراثتی مسائل کے متواتر واقعات ہوتے ہیں۔ محققین نے حال ہی میں ایک ناول CRISPR-Cas سسٹم کی اطلاع دی ہے جو mRNA کو نشانہ اور تباہ کر سکتا ہے۔ پروٹین مختلف جینیاتی بیماریوں کے ساتھ زیادہ درست طریقے سے بغیر ہدف کے اثرات اور وراثتی مسائل کے۔ کرسپیس کا نام دیا گیا، یہ پہلا CRISPR-Cas سسٹم ہے جو ظاہر کرتا ہے۔ پروٹین ترمیم کی تقریب. یہ پہلا نظام بھی ہے جو RNA اور دونوں میں ترمیم کر سکتا ہے۔ پروٹین. چونکہ کراسپیس موجودہ CRISPR-Cas سسٹمز کی بہت سی حدود پر قابو پاتا ہے، اس لیے اس میں جین تھراپی، تشخیص اور نگرانی، بائیو میڈیکل ریسرچ، اور فصل کی بہتری میں انقلاب لانے کی صلاحیت ہے۔ 

"CRISPR-Cas سسٹم" وائرل انفیکشن کے خلاف بیکٹیریا اور آثار قدیمہ کا قدرتی مدافعتی نظام ہے جو حفاظت کے لیے وائرل جین میں موجود ترتیبوں کی شناخت، پابند اور انحطاط کرتا ہے۔ یہ دو حصوں پر مشتمل ہے - بیکٹیریل RNA پہلے انفیکشن کے بعد بیکٹیریل جینوم میں شامل وائرل جین سے نقل کیا گیا ہے (جسے CRISPR کہا جاتا ہے، یہ حملہ آور وائرل جین کے ہدف کی ترتیب کی نشاندہی کرتا ہے) اور اس سے منسلک تباہ کن۔ پروٹین "CRISPR منسلک" کہا جاتا ہے۔ پروٹین (Cas)" جو وائرس کے خلاف بیکٹیریا کی حفاظت کے لیے وائرل جین میں شناخت شدہ ترتیب کو جوڑتا ہے اور ان کی کمی کرتا ہے۔  

کرسپر اس کا مطلب ہے "کلسٹرڈ ریگولرلی انٹر اسپیسڈ شارٹ پیلینڈرومک ریپیٹس"۔ یہ نقل شدہ بیکٹیریل آر این اے ہے جس کی خصوصیت پیلینڈرومک دہرائی جاتی ہے۔  

پیلینڈرومک ریپیٹس (CRISPRs) سب سے پہلے کے سلسلے میں دریافت ہوئے تھے۔ E. کولی 1987 میں۔ 1995 میں، فرانسسکو موجیکا نے آثار قدیمہ میں اسی طرح کے ڈھانچے کا مشاہدہ کیا، اور یہ وہی تھا جس نے سب سے پہلے ان کو بیکٹیریا اور آثار قدیمہ کے مدافعتی نظام کا حصہ سمجھا۔ 2008 میں، پہلی بار تجرباتی طور پر یہ ثابت ہوا کہ بیکٹیریا اور آثار قدیمہ کے مدافعتی نظام کا ہدف غیر ملکی ڈی این اے تھا نہ کہ ایم آر این اے۔ وائرل تسلسل کی شناخت اور انحطاط کے طریقہ کار نے تجویز کیا کہ اس طرح کے نظام کو ایک آلے کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ جینوم ایڈیٹنگ. 2012 میں جینوم ایڈیٹنگ ٹول کے طور پر تسلیم ہونے کے بعد سے، CRISPR–Cas سسٹم نے ایک مضبوطی سے قائم کردہ معیار کے طور پر بہت طویل سفر طے کیا ہے۔ جین ترمیم سسٹم اور بائیو میڈیسن، زراعت، دواسازی کی صنعتوں بشمول کلینیکل جین تھراپی میں ایپلی کیشنز کی ایک وسیع رینج ملی ہے۔^1,2.  

کی ایک وسیع رینج CRISPR-Cas سسٹم پہلے سے ہی شناخت کیے گئے ہیں اور فی الحال تحقیق، منشیات کی جانچ، تشخیص اور علاج کے لیے DNA/RNA کی ترتیب کی نگرانی اور ترمیم کے لیے دستیاب ہیں۔ موجودہ CRISPR/Cas سسٹمز کو 2 کلاسز (کلاس 1 اور 2) اور چھ اقسام (ٹائپ I سے XI) میں تقسیم کیا گیا ہے۔ کلاس 1 سسٹم میں ایک سے زیادہ Cas ہوتے ہیں۔ پروٹین جس کو اپنے اہداف کو باندھنے اور ان پر عمل کرنے کے لیے ایک فنکشنل کمپلیکس بنانے کی ضرورت ہے۔ دوسری طرف، کلاس 2 سسٹم میں صرف ایک بڑا Cas ہوتا ہے۔ پروٹین ٹارگٹ سیکونسز کو بائنڈنگ اور ڈیگریڈنگ کرنے کے لیے جو کلاس 2 سسٹم کو استعمال میں آسان بناتا ہے۔ عام طور پر استعمال ہونے والے کلاس 2 سسٹمز ہیں Cas 9 Type II، Cas13 Type VI، اور Cas12 Type V۔ ان سسٹمز کے غیر مطلوبہ کولیٹرل اثرات ہو سکتے ہیں یعنی، ہدف سے باہر کا اثر اور سائٹوٹوکسٹی۔^3,5.  

جین کے علاج موجودہ CRISPR- Cas سسٹمز کا کلینیکل استعمال محدود ہے کیوں کہ آف ٹارگٹ ایڈیٹنگ کے متواتر واقعات، غیر متوقع ڈی این اے میوٹیشنز بشمول بڑے ڈی این اے فریگمنٹ کو ڈیلیٹ کرنا اور آن ٹارگٹ اور آف ٹارگٹ دونوں سائٹس پر بڑی ڈی این اے ساختی قسمیں جو سیل کی موت کا باعث بنتی ہیں۔ اور دیگر وراثتی مسائل۔  

کرسپیس (یا CRISPR گائیڈڈ کیسپیس)  

محققین نے حال ہی میں ایک ناول CRISPER-Cas سسٹم کی اطلاع دی ہے جو کہ کلاس 2 ٹائپ III-E Cas7-11 سسٹم ہے جو کیسپیس نما سے منسلک ہے۔ پروٹین اس لیے نام دیا گیا ہے۔ کرسپیس یا CRISPR گائیڈڈ کیسپیس ⁵ (کیسپیسز سیسٹین پروٹیز ہیں جو سیلولر ڈھانچے کو توڑنے میں اپوپٹوس میں کلیدی کردار ادا کرتے ہیں)۔ جین تھراپی اور تشخیص جیسے شعبوں میں اس کے ممکنہ استعمال ہیں۔ کرسپیس آر این اے گائیڈڈ اور آر این اے ٹارگٹڈ ہے اور ڈی این اے کی ترتیب میں شامل نہیں ہوتا ہے۔ یہ mRNA کو نشانہ بنا سکتا ہے اور تباہ کر سکتا ہے۔ پروٹین مختلف جینیاتی بیماریوں سے زیادہ درست طریقے سے بغیر ہدف کے اثر کے۔ اس طرح، ایم آر این اے یا پروٹین کی سطح پر درار کے ذریعے بیماریوں سے وابستہ جینز کا خاتمہ ممکن ہے۔ اس کے علاوہ، جب مخصوص انزائم سے منسلک ہوتا ہے، تو کرسپیس کو پروٹین کے افعال میں ترمیم کرنے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ جب اس کے RNase اور پروٹیز کے افعال کو ہٹا دیا جاتا ہے، تو Craspase غیر فعال ہو جاتا ہے (dCraspase)۔ اس میں کاٹنے کا کوئی فنکشن نہیں ہے لیکن یہ آر این اے اور پروٹین کی ترتیب سے جڑا ہوا ہے۔ لہذا، dCraspase کو تشخیص اور امیجنگ میں بیماریوں یا وائرس کی نگرانی اور تشخیص کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔  

کرسپیس پہلا CRISPR-Cas سسٹم ہے جو پروٹین ایڈیٹنگ کا کام دکھاتا ہے۔ یہ پہلا نظام بھی ہے جو RNA اور پروٹین دونوں میں ترمیم کر سکتا ہے۔ اس کا جین ترمیم فنکشن کم سے کم آف ٹارگٹ ایفیکٹس پر آتا ہے اور کوئی وراثتی مسائل نہیں ہوتے۔ اس لیے، کراسپیس طبی استعمال اور علاج میں موجودہ دستیاب دیگر CRISPR-Cas سسٹمز کے مقابلے میں زیادہ محفوظ ہونے کا امکان ہے۔ ^4,5.    

چونکہ کراسپیس موجودہ CRISPR-Cas سسٹمز کی بہت سی حدود پر قابو پاتا ہے، اس لیے اس میں جین تھراپی، تشخیص اور نگرانی، بائیو میڈیکل ریسرچ، اور فصل کی بہتری میں انقلاب لانے کی صلاحیت ہے۔ کلینیکل ٹرائلز میں حفاظت اور افادیت کو ثابت کرنے سے پہلے خلیات میں بیماری پیدا کرنے والے جینوں کو ٹھیک ٹھیک نشانہ بنانے کے لیے قابل اعتماد ترسیل کے نظام کو تیار کرنے کے لیے مزید تحقیق کی ضرورت ہے۔   

*** 

حوالہ جات:  

1. گوسٹیمسکایا، I. CRISPR–Cas9: اس کی دریافت کی تاریخ اور جینوم ایڈیٹنگ میں اس کے استعمال کے اخلاقی تحفظات۔ بائیو کیمسٹری ماسکو 87، 777–788 (2022)۔ https://doi.org/10.1134/S0006297922080090  

2. چاو لی ET اللہ تعالی 2022. CRISPR/Cas جینوم ایڈیٹنگ کے لیے کمپیوٹیشنل ٹولز اور وسائل۔ جینومکس، پروٹومکس اور بایو انفارمیٹکس۔ 24 مارچ 2022 کو آن لائن دستیاب ہے۔ DOI: https://doi.org/10.1016/j.gpb.2022.02.006 

3. وین بیلجو، ایس پی بی، سینڈرز، جے.، روڈریگوز-مولینا، اے اور دیگر۔ آر این اے کو نشانہ بنانے والے CRISPR–Cas سسٹمز۔ Nat Rev Microbiol 21, 21–34 (2023)۔ https://doi.org/10.1038/s41579-022-00793-y 

4. چونی ہو ET اللہ تعالی 2022. کرسپیس ایک CRISPR RNA- گائیڈڈ، RNA- ایکٹیویٹڈ پروٹیز ہے۔ سائنس 25 اگست 2022۔ جلد 377، شمارہ 6612۔ صفحہ 1278-1285۔ DOI: https://doi.org/10.1126/science.add5064  

5. ہوو، جی، شیفرڈ، جے اینڈ پین، ایکس کرسپیس: ایک ناول CRISPR/Cas ڈوئل جین ایڈیٹر۔ فنکشنل اور انٹیگریٹیو جینومکس 23, 98 (2023)۔ شائع شدہ: 23 مارچ 2023۔ DOI: https://doi.org/10.1007/s10142-023-01024-0 

***