بحران در قلب ژنوم: چالش پایش لحظه‌ای 

• محدودیت روش‌های سنتی: سال‌هاست که شناسایی شکست‌های دو رشته‌ای DNA (DSBs) به اندازه‌گیری‌های ثابت (Endpoint) و رنگ‌آمیزی‌های ایمنی وابسته است. این روش‌ها مستلزم تثبیت سلول (Fixation) هستند که عملاً مشاهده دینامیک زنده آسیب را غیرممکن می‌کند.

• نیاز به حساسیت بالاتر: روش‌های قدیمی اغلب از حساسیت پایین رنج می‌برند و به دلیل استفاده از آنتی‌بادی‌های حجیم، ممکن است فرآیندهای ترمیم طبیعی سلول را مختل کنند.

• راهکار نوین: دانشمندان با معرفی خوانش‌گرهای مهندسی شده کروماتین (eCRs)، فصلی تازه در تصویربرداری زنده مولکولی باز کرده‌اند.

تکنولوژی eCR: چشم هوشمند برای شناسایی γH2AX 

• کشف دومین برتر: محققان با غربالگری دومین‌های BRCT از پروتئین‌های مختلف، دریافتند که دومین تندم (Tandem) پروتئین MCPH1 بالاترین تمایل را برای اتصال به نقاط آسیب‌دیده (مارکرهای γH2AX) دارد.

• مکانیسم ساندویچی: داده‌ها نشان می‌دهند که تک‌دومین‌های BRCT به تنهایی کارایی ندارند؛ شناسایی دقیق زمانی رخ می‌دهد که باقیمانده‌های فسفوریله شده H2AX توسط دو دومین BRCT مجزا مانند یک ساندویچ احاطه شوند.

• وابستگی کامل به ATM: تشکیل نقاط درخشان (Foci) توسط این حسگر کاملاً به حضور پروتئین H2AX و فسفوریلاسیون آن توسط کیناز ATM وابسته است، که نشان‌دهنده دقت ۱۰۰ درصدی گزارشگر است.

مزایای رقابتی: چرا eCR فراتر از یک آنتی‌بادی است؟ 

• تعامل فیزیولوژیک: برخلاف نانوبادی‌ها (Nanobodies)، این حسگرها از دومین‌های طبیعی استفاده می‌کنند که باعث می‌شود تداخل بسیار کمتری در ساختار کروماتین ایجاد شود.

• کاربرد دوگانه: این ابزار هم در سلول‌های زنده (Live-cell imaging) و هم در پروتکول‌های استاندارد مانند ChIP-seq و میکروسکوپ ایمونوفلورسانس به عنوان جایگزین آنتی‌بادی عمل می‌کند.

• نفوذ به مناطق متراکم: این حسگر حتی قادر است شکست‌های DNA را در مناطق بسیار فشرده هسته (هتروکروماتین) شناسایی کند، جایی که دسترسی آنتی‌بادی‌های معمولی بسیار دشوار است.

سرعت و پویایی: ردیابی از سلول‌های بنیادی تا موجودات زنده 

• عدم تداخل در ترمیم: یکی از بزرگترین موفقیت‌های این مطالعه، اثبات این نکته است که حضور حسگر MCPH1-BRCT مانع از فعالیت مسیرهای ترمیم درون‌زای سلول نمی‌شود. این حسگر به صورت “دینامیک” متصل و جدا می‌شود.

• کنتیک سریع: تصویربرداری زنده نشان داد که بلافاصله پس از ایجاد آسیب، حسگر در هسته تجمع یافته و به محض رفع عامل آسیب‌رسان، نقاط درخشان محو می‌شوند.

• کاربرد در مدل‌های مختلف: به دلیل حفاظت‌شدگی تکاملی فسفوریلاسیون H2A، این حسگر با موفقیت برای ردیابی شکست‌های اختصاصی میوز در کرم‌های C. elegans نیز استفاده شده است.

آینده بیومدیکال: از آزمایشگاه تا بالین 

انتظار می‌رود این پروب (Probe) به یک ابزار استاندارد در:

1. غربالگری‌های دارویی با بازده بالا (High-throughput): برای شناسایی داروهای شیمی‌درمانی جدید.

2. تشخیص‌های کلینیکی: به عنوان گزارشگر معتبر آسیب DNA در نمونه‌های بیمار.

3. مطالعات اُمیکس (Omics): برای نقشه‌برداری دقیق از توزیع شکست‌ها در کل ژنوم.

منبع : Engineered chromatin readers track damaged chromatin dynamics in live cells and animals

از پایش آسیب تا مهندسی ژنوم: پیوند با CRISPR و استخراج دقیق 

درک کینتیک آسیب DNA، سنگ بنای ویرایش ژنتیکی موفق است. وقتی صحبت از تغییر ژنوم به میان می‌آید، ابزارهای پایش و ابزارهای ویرایش، دو روی یک سکه هستند.

• ویرایش هدفمند با CRISPR: محققان در این مطالعه از CRISPR-Cas9 برای ایجاد شکست‌های کنترل‌شده در نقاط خاص ژنوم استفاده کردند تا دقت حسگر را بسنجند. این نشان‌دهنده قدرت ترکیب سیستم‌های ویرایش ژن با حسگرهای نوین است. اگر به دنبال ایجاد مدل‌های سلولی با شکست‌های اختصاصی یا بررسی کارایی ترمیم پس از ویرایش هستید، سیستم‌های کریسپر ما بهترین انتخاب هستند.

برای بهره‌مندی از پیشرفته‌ترین خدمات ویرایش ژن CRISPR و تهیه ملزومات اختصاصی آزمایشگاهی، همین حالا از ویترین محصولات و خدمات تخصصی ما دیدن فرمایید!