1990 онд эхэлсэн “Хүний геном” төсөл 2003 онд хүний бүх генийн 99%-ийг 99.99%-ийн нарийвчлалтайгаар уншиж дууссанаар өндөрлөжээ. Үүний дараагаар 2008 оноос 2010 онд хэрэгжсэн “1000 хүний геном” төслийн үр дүнд 1,092 хүний ДНХ-ийн дараалал “Nature” сэтгүүлд 2012 онд хэвлэгдэв. Эдгээр судалгааны үр дүнд мөнгөтэй хүмүүс нь өөрийн генийг уншуулж ямар өвчин тусах эрсдэлтэйгээ тодорхойлуулах,  түүнээс урьдчилан сэргийлэх арга хэмжээ авах, зарим нэг нь хүүхдийнхээ генийг  уншуулан, юунд илүү авьяастайг нь тодорхойлж, тэр чиглэлээр нь хөгжүүлэх болсон юм.

 Харин энэ удаад генийн шинжлэх ухаан, молекул биологи, биотехнологи, анагаахын чиглэлд бас нэг үсрэнгүй дэвшил авчирсан нээлт хийгдэв. Тэр нь  дурын ДНХ-ийн гинжин хэлхээний заагдсан газарт хялбар аргаар шинэ дараалал оруулах (мутаци хийх) арга болох CRISPR-Cas9 юм. Энэ технологийг хулгана, сармагчин зэрэг амьтдаас гадна, хүн дээр ч ашиглаж болно. Мутаци гэхээр “Х хүн”, “Годзила” зэрэг Америкийн кинонууд санаанд орох байх. Эдгээр кинонууд дээр  байгалийн жамаар эсвэл радио идэвхит цацрагаас үүдэн, хүн амьтны генд өөрчлөлт орж,  супер хүчтэй хүн, амьтан төрж байгаа гардаг. Тэдгээр жишээ бол зөвхөн санаандгүй үүссэн мутаци юм. Харин санаатайгаар хүссэн генээ өөрчилж чаддаг болбол яах бол? Магадгүй супер биш юм аа гэхэд, сонсгол, хараа сайтай, ухаантай, царайлаг хүүхэдтэй болохыг мөрөөдөх эцэг эхчүүд байж болно. Эхэндээ энэ нээлтийн тухай сонсоод хүний генд өөрчлөлт оруулна гэдэг байж болохгүй явдал гэж бодож байлаа. Гэхдээ удамшлын өвчтэй эцэг эхчүүдийн хувьд эрүүл хүүхэдтэй болох боломж  нээгдэж ч магадгүй.

CRISPR-Cas9 систем гэдэг нь яг юу юм бол?

CRISPR-Cas9 технологийн гол тоглогчид бол Cas9 болон gRNA (guide RNA: хөтөч РНХ) юм. Cas9 гэдэг нь ДНХ-г таслах энзимийн нэг төрөл бөгөөд CRISPR-Cas9 системийг ашиглан өөрчлөхөөр зорьж байгаа генийг агуулж буй ДНХ-ийн тухайн хэсгийг таслах үүрэгтэй байна. Хөтөч РНХ нь ДНХ-ийн нэг хэсгийн хуулбар бөгөөд, зорьсон генийг олох үүрэгтэй. 

Зураг 1. Cas9 энзим болон хөтөч РНХ

 Хөтөч РНХ нь ДНХ-ийн PAM (proto-spacer adjacent motif) гэсэн хэсгийг олж наалдана. Энэ үед хөтөч РНХ-тэй холбоотой Cas9 нь ДНХ-г таслах юм. Энэ үед сольж оруулах зорилготой  ген (ДНХ-ийн дараалал)-ээ Cas9-тай хамт оруулах замаар шинээр ген оруулах боломжтой гэсэн үг.²⁾ 

 

Зураг 2. Cas9 ДНХ-г тасалж шинэ ген оруулах нь

CRISPR-Cas9 системийн хэрэглээ

 CRISPR-Cas9 нь  ген инженерчилэлийн анхны арга биш бөгөөд, өмнө нь TALEN зэрэг арга хэрэглэгдэж байсан удаатай. Гэхдээ CRISPR-Cas9 нь өмнөх аргуудаас хурдтай, хямдхан бөгөөд хялбар гэдгээрээ онцлог. Одоогийн байдлаар молекул, биологийн шинжлэх ухааны  төрөл бүрийн салбарт судалгааны хэрэглүүр маягаар хэрэглээнд ороод байна. Цаашдаа бол анагаах ухааны чиглэлд удамшлын өвчний эмчилгээ, ДОХ зэрэг эмчлэхэд хэцүү өвчний эмчилгээнд хэрэглэх эрлийн үзүүрт эрчимтэй судлагдаж байна.

 Жишээ нь, ДОХ-ын хувьд өвчтний дархлааны эсийг авч, CRISPR-Cas9-г ашиглан вирус халдварлаж чадахгүй эсийг бүтээгээд өвчтөнд эргүүлж тарина. Үүний тусламжтайгаар өвчтөнд вирус халдварлагдах болон халдварлагдахгүй дархлааны эс үүснэ. Халдварлагдах эс нь вируст идэгдэх ч, халдварлагдахгүй нь идэгдэхгүйгээр вирусийг дарах боломжтой юм.

 Удамшлын өвчтэй эцэг эхийн хувьд мөн адил дээрхтэй төстэй арга хэрэгжүүлж болох ч шинээр төрөх хүүхэд нь мөн адил эдгэрнэ гэсэн үг биш. Эрүүл хүүхэдтэй болохыг хүсвэл зигот (үр тогтсон эс)-ын түвшинд генийн инженерчлэл хийх шаардлагатай болно. Үүнд 2 асуудал байгаа. Эхний асуудал:  үр тогтсон өндгөн эс буюу зигот нь хүн бүтэх явцын эхлэл тул генийн инженерчлэлээр хүн дээр туршилт хийх ёс суртахууны асуудал хөндөгддөг. Удаах асуудал:  одоогийн байдлаар энэ аргаар генийг  инженерчлэхэд 100 хувь амжилт олоод байгаа хэрэг бас биш.

 Гэвч эдгээр асуудлыг  үл тоомсорлон Хятадад зиготыг ашигласан судалгаа хийгджээ. Судалгаанд 3n-тэй зигот буюу нэг өндгөн эсэд 2 сперм орсон зиготыг ашиглажээ.. Ийм зиготоос эрүүл хүүхэд төрөхгүй. Туршилтад 86 зигот ашиглагдсан бөгөөд оруулахаар туршсан ген нь ДНХ-ийн зорилтот хэсэгт орсон нь ердөө хэдхэн байжээ. Эндээс харахад одоохондоо хүн дээр туршихын тул технологийн болоод бусад талаас нь хөгжүүлэх хэрэгтэй, хүн дээр хэрэглэх цаг хараахан болоогүй байгаа биз ээ.²⁾

Нобелийн шагнал болон патентын асуудал

 CRISPR-Cas9 систем нь 2012 онд Калифорнийн Их Сургуулийн профессор Jennifer A. Doudra болон доктор Emmanuelle Charpentier (Франц) нарын хамтарсан судалгаанаас төрсөн бүтээл юм. Тус хоёр эрдэмтнээс гадна доктор Feng Zhang (Хятад) энэхүү технологийг анх удаа нохойн дээр хэрэгжүүлж, ердийнхөөс хоёр дахин их булчинтай болгож чадсан байна.

 CRISPR-Cas9 технологиор Нобелийн шагнал авах магадлал маш өндөр байгаа бөгөөд энэ жил үү, дараа жил үү гэж эрдэмтэд тандан суугаа юм. Гурван эрдэмтэн авах боломжтой уг шагналыг хэн нь авах бол гэдэг асуулт эрдэмтдийн сонирхлыг татсаар байна. Нобелийн шагналаас гадна бас нэгэн асуудал байгаа нь патентын маргаан. 

 Jennifer A. Doudra, Emmanuelle Charpentier болон Feng Zhang нар нь тус тусдаа бараг зэрэг шахам патентын өргөдөл гаргаж, патентыг нь Feng Zhang доктор авчээ. Үүнд Jennifer A. Doudra, Emmanuelle Charpentier нар гомдол гаргасны улмаас одоогийн байдлаар энэ нээлтийн патент тойрсон маргаан шийдэгдээгүй байна. Маргааны явцыг ажиглагчдаас Jennifer A. Doudra, Emmanuelle Charpentier нар л Нобелийн шагнал хүртэх байх гэж үзэж байгаа ч хүн байгаа бололтой.

 

Үргэлжлэл бий.

Ө. Нарандулам
Иватэ их сургууль, ХАА факультет, магистрийн 1-р курс

Ikhnuden.com