اصول و مبانی ویرایش ژنوم

ویرایش ژنوم به مجموعه ای از فناوری های نوین اطلاق می شود که امکان ایجاد تغییرات دقیق، هدفمند و کنترل شده در توالی DNA موجودات زنده را فراهم می کنند و از این نظر یکی از پیشرفته ترین شاخه های مهندسی ژنتیک به شمار می روند. برخلاف روش های کلاسیک که عمدتا بر انتقال یک ژن خارجی یا کلون سازی آن متکی بودند، ویرایش ژنوم به پژوهشگر اجازه می دهد تا مستقیما در محل مشخصی از ژنوم تغییر ایجاد کند؛ این تغییر ممکن است شامل حذف، افزودن، جایگزینی یا اصلاح توالی های خاص ژنی باشد. مبنای زیستی این فناوری بر شناخت دقیق توالی هدف، ایجاد شکست کنترل شده در DNA و بهره گیری از سامانه های ترمیم طبیعی سلول استوار است. زمانی که در DNA شکست دو رشته ای ایجاد می شود، سلول برای حفظ بقای خود آن را از طریق مسیرهای ترمیمی بازسازی می کند و همین ویژگی امکان هدایت فرایند ترمیم به سمت ایجاد تغییر دلخواه را فراهم می سازد. در منابع فارسی آمده است که ویرایش ژنوم نقطه عطفی در تحول زیست فناوری محسوب می شود، زیرا برای نخستین بار امکان اصلاح ژن های معیوب در جایگاه طبیعی آن ها را فراهم کرده و از این رو ظرفیت های کم نظیری در پزشکی، کشاورزی و پژوهش های پایه ایجاد کرده است (قنبری، ۱۳۹۷؛ محمدی، ۱۳۹۸). از اصول مهم در این حوزه می توان به انتخاب دقیق توالی هدف، حداقل سازی اثرات خارج از هدف، کارایی سامانه برش، نوع سلول هدف و نحوه انتقال ابزار ویرایشی اشاره کرد. همچنین ویرایش ژنوم نیازمند درک عمیق از سازمان ژنومی، ساختار کروماتین، مسیرهای ترمیم DNA و پیامدهای زیستی ناشی از تغییرات ژنتیکی است. در کاربردهای درمانی، این فناوری می تواند برای اصلاح جهش های بیماری زا، خاموش سازی ژن های مضر یا تقویت بیان ژن های محافظ به کار رود. در عین حال، مباحث اخلاقی و ایمنی زیستی مربوط به مداخله در ژنوم به ویژه در سلول های زایشی و جنینی از جمله موضوعاتی هستند که در کنار پیشرفت علمی این حوزه مورد توجه قرار گرفته اند. بنابراین، ویرایش ژنوم را باید نه فقط یک ابزار فنی، بلکه یک تحول بنیادی در توانایی انسان برای بازنویسی برنامه های زیستی تلقی کرد که بر مبنای اصول دقیق مولکولی و زیستی عمل می کند (حسن زاده، ۱۳۹۵؛ نیکخواه، ۱۳۹۴).