تحرير الجينات بتقنية كريسبر

في أوائل العقد الأول من الألفية الثانية، بدأ باحثون ألمان بتطوير نوكليازات أصابع الزنك (ZFNs)، وهي بروتينات اصطناعية تُمكّنها نطاقاتها الرابطة للحمض النووي من إحداث فواصل في سلسلتي الحمض النووي عند نقاط محددة. تتميز نوكليازات أصابع الزنك بدقة أعلى وصغر حجمها مقارنةً بـ Cas9، إلا أنها ليست شائعة الاستخدام كطرق CRISPR. في عام 2010، وفرت نوكليازات اصطناعية تُسمى نوكليازات المؤثرات الشبيهة بمنشطات النسخ (TALENs) طريقة أسهل لاستهداف إحداث فاصل في سلسلتي الحمض النووي في موقع محدد. تتطلب كل من نوكليازات أصابع الزنك وTALENs تصميم وإنشاء بروتين مخصص لكل تسلسل حمض نووي مستهدف، وهي عملية أكثر صعوبة واستهلاكًا للوقت من تصميم الحمض النووي الريبوزي الدليل (RNA). أما CRISPRs فهي أسهل بكثير في التصميم لأنها تتطلب فقط تركيب تسلسل قصير من الحمض النووي الريبوزي، وهو إجراء يُستخدم على نطاق واسع في العديد من تقنيات البيولوجيا الجزيئية الأخرى (مثل إنشاء بادئات قليلة النوكليوتيدات ). ^{[ 20 ]}

في حين أن طرقًا مثل التداخل الرناوي (RNAi) لا تُثبّط وظيفة الجين بشكل كامل، فإن تقنيات CRISPR و ZFNs و TALENs تُتيح تعطيلًا كاملًا وغير قابل للعكس للجين . ^{[ 21 ]} كما يُمكن لتقنية CRISPR استهداف مواقع متعددة على الحمض النووي في آنٍ واحد ببساطة عن طريق إدخال جزيئات gRNA مختلفة. إضافةً إلى ذلك، فإن تكاليف استخدام تقنية CRISPR منخفضة نسبيًا. ^{[ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]}

في عام 2005، اكتشف ألكسندر بولوتين في المعهد الوطني الفرنسي للبحوث الزراعية (INRA) موقع CRISPR يحتوي على جينات Cas جديدة، والأهم من ذلك جين واحد يشفر بروتينًا كبيرًا يُعرف باسم Cas9. ^{[ 24 ]}

في عام 2006، اقترح يوجين كونين في المركز الوطني الأمريكي لمعلومات التكنولوجيا الحيوية (NCBI) تفسيراً لكيفية عمل سلسلة CRISPR كنظام مناعي بكتيري. ^{[ 24 ]}

في عام 2007، عرض فيليب هورفاث في شركة دانسكو فرانس إس إيه إس تجريبياً كيف أن أنظمة كريسبر هي نظام مناعة تكيفي، وكيف تدمج الحمض النووي للفيروسات الجديدة في مصفوفة كريسبر، وهي الطريقة التي تقاوم بها الموجة التالية من الفيروسات المهاجمة. ^{[ 24 ]}

في عام 2012، كان فريق البحث بقيادة البروفيسورة جينيفر دودنا ( جامعة كاليفورنيا، بيركلي ) والبروفيسورة إيمانويل شاربنتييه ( جامعة أوميو ) أول فريق يحدد ويكشف عن نظام CRISPR-Cas9 اللازم لتعديل الحمض النووي، ويقدم طلب براءة اختراع له. ^{[ 24 ]} كما نشروا اكتشافهم بأن نظام CRISPR- Cas9 يمكن برمجته باستخدام الحمض النووي الريبوزي (RNA) لتعديل الحمض النووي الجينومي، وهو ما يُعتبر الآن أحد أهم الاكتشافات في تاريخ علم الأحياء .

اعتبارًا من نوفمبر 2013 حصلت شركة SAGE Labs (التابعة لمجموعة Horizon Discovery ) على حقوق حصرية من إحدى تلك الشركات لإنتاج وبيع فئران معدلة وراثيًا، وحقوق غير حصرية لنماذج الفئران والأرانب. ^{[ 25 ]} بحلول عام 2015حصلت شركة Thermo Fisher Scientific على ترخيص الملكية الفكرية من شركة ToolGen لتطوير مجموعات كواشف CRISPR . ^{[ 26 ]}

اعتبارًا من ديسمبر 2014 تم الطعن في حقوق براءات اختراع تقنية كريسبر. وتأسست عدة شركات لتطوير أدوية وأدوات بحثية ذات صلة. ^{[ 27 ]} ومع زيادة تمويل الشركات، ثارت شكوك حول إمكانية تحقيق الربح السريع من تقنية كريسبر. ^{[ 28 ]} في عام 2014، مُنح فينغ تشانغ من معهد برود التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة هارفارد، وتسعة آخرون، براءة الاختراع الأمريكية رقم 8,697,359 ^{[ 29 ]} لاستخدام تقنية كريسبر-كاس9 لتحرير الجينات في حقيقيات النوى. وعلى الرغم من أن الفضل في ابتكار تقنية كريسبر يعود إلى شاربنتييه ودودنا (المشار إليهما اختصارًا بـ CVC)، إلا أن معهد برود كان أول من حقق "تطبيقًا عمليًا" وفقًا لقضاة براءات الاختراع سالي غاردنر لين، وجيمس تي. مور، وديبورا كاتز. ^{[ 30 ]}

مُنحت المجموعة الأولى من براءات الاختراع لفريق معهد برود في عام 2015، مما دفع محامي مجموعة CVC إلى طلب أول إجراء اعتراض على براءات الاختراع. ^{[ 31 ]} في فبراير 2017، أصدر مكتب براءات الاختراع الأمريكي حكمًا في قضية اعتراض على براءات اختراع رفعتها جامعة كاليفورنيا بشأن براءات اختراع مُنحت لمعهد برود ، وخلص إلى أن براءات اختراع برود، التي تغطي مطالباتها تطبيق تقنية CRISPR-Cas9 في الخلايا حقيقية النواة، تختلف عن الاختراعات التي تدعيها جامعة كاليفورنيا. ^{[ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]}

بعد ذلك بوقت قصير، قدمت جامعة كاليفورنيا استئنافًا لهذا الحكم. ^{[ 35 ] [ 36 ]} وفي عام 2019، فُتح نزاع ثانٍ بشأن التداخل. جاء ذلك ردًا على طلبات براءات اختراع قدمتها شركة CVC، والتي تطلبت من مجلس الاستئناف تحديد المخترع الأصلي للتكنولوجيا. أصدر مكتب براءات الاختراع والعلامات التجارية الأمريكي (USPTO) حكمًا في مارس 2022 ضد جامعة كاليفورنيا، مشيرًا إلى أن معهد برود كان أول من قدم الطلب. أثر هذا القرار على العديد من اتفاقيات الترخيص لتقنية التحرير الجيني CRISPR المرخصة من جامعة كاليفورنيا في بيركلي. وأعلنت جامعة كاليفورنيا عزمها استئناف حكم مكتب براءات الاختراع والعلامات التجارية الأمريكي. ^{[ 37 ]}

في مارس 2017، أعلن مكتب براءات الاختراع الأوروبي (EPO) عن نيته السماح بتقديم طلبات براءات اختراع لتعديل جميع أنواع الخلايا إلى معهد ماكس بلانك في برلين، وجامعة كاليفورنيا، وجامعة فيينا ، ^{[ 38 ] [ 39 ]} وفي أغسطس 2017، أعلن المكتب نفسه عن نيته السماح بتقديم طلبات براءات اختراع لتقنية كريسبر في طلب براءة اختراع قدمته شركة ميليبور سيجما. ^{[ 38 ]} اعتبارًا من أغسطس 2017 كان وضع براءات الاختراع في أوروبا معقدًا، حيث تنافست شركات MilliporeSigma وToolGen وجامعة فيلنيوس وجامعة هارفارد على المطالبات، إلى جانب جامعة كاليفورنيا وبرود. ^{[ 40 ]}

في يوليو 2018، قضت محكمة العدل الأوروبية بأن تعديل الجينات للنباتات هو فئة فرعية من الأغذية المعدلة وراثيًا ، وبالتالي فإن تقنية CRISPR ستخضع من الآن فصاعدًا للتنظيم في الاتحاد الأوروبي بموجب قواعده ولوائحه الخاصة بالأغذية المعدلة وراثيًا . ^{[ 41 ]}

في فبراير 2020، أظهرت تجربة أمريكية أن تقنية كريسبر لتحرير الجينات آمنة على ثلاثة مرضى مصابين بالسرطان . ^{[ 42 ]}

في أكتوبر/تشرين الأول 2020، مُنحت الباحثتان إيمانويل شاربنتييه وجينيفر دودنا جائزة نوبل في الكيمياء لإسهاماتهما في هذا المجال. ^{[ 43 ] [ 44 ]} وقد صنعتا التاريخ كأول امرأتين تتقاسمان هذه الجائزة دون أي مساهمة من رجل. ^{[ 45 ] [ 5 ]}

في يونيو 2021، اختُتمت أول تجربة سريرية صغيرة لتعديل الجينات بتقنية كريسبر عن طريق الحقن الوريدي لدى البشر بنتائج واعدة. ^{[ 46 ] [ 47 ]}

في سبتمبر 2021، طُرح أول منتج غذائي مُعدّل بتقنية كريسبر للبيع في اليابان. تم تعديل الطماطم وراثيًا لإنتاج ما يقارب خمسة أضعاف الكمية الطبيعية من حمض غاما-أمينوبيوتيريك (GABA) الذي يُعتقد أنه مُهدئ ^{[ 48 ]} . ^{[ 49 ]} وقد طُبقت تقنية كريسبر لأول مرة على الطماطم في عام 2014. ^{[ 50 ]}

في ديسمبر 2021، أفيد أن أول حيوان بحري/ مأكولات بحرية معدلة جينياً بتقنية كريسبر، بالإضافة إلى مجموعة ثانية من الأطعمة المعدلة جينياً بتقنية كريسبر، قد طُرحت للبيع في اليابان : سمكتان، إحداهما تنمو إلى ضعف حجمها الطبيعي نتيجة تعطيل هرمون اللبتين المسؤول عن تنظيم الشهية، والأخرى تنمو إلى 1.2 ضعف متوسط ​​حجمها الطبيعي مع نفس كمية الطعام نتيجة تعطيل هرمون الميوستاتين المسؤول عن تثبيط نمو العضلات . ^{[ 51 ] [ 52 ] [ 53 ]}

أظهرت دراسة أجريت عام 2022 أن معرفة المزيد عن طماطم كريسبر كان لها تأثير كبير على تفضيلات المشاركين. "أظهر ما يقرب من نصف المشاركين الـ 32 من العلماء الألمان خيارات ثابتة، بينما أبدى معظم غير العلماء رغبة متزايدة في شراء طماطم كريسبر." ^{[ 54 ] [ 55 ]}

في مايو 2021، أعلنت جامعة كاليفورنيا في بيركلي عن نيتها طرح رموز غير قابلة للاستبدال في مزاد علني، تمثل براءة اختراع تقنية كريسبر لتعديل الجينات، بالإضافة إلى براءة اختراع العلاج المناعي للسرطان . مع ذلك، ستحتفظ الجامعة بملكية براءات الاختراع في هذه الحالة. ^{[ 56 ] [ 57 ]} وكان من المقرر استخدام 85% من الأموال المُجمّعة من بيع المجموعة المسماة " الركيزة الرابعة" لتمويل الأبحاث. ^{[ 58 ] [ 59 ]} وبيعت المجموعة في يونيو 2022 مقابل 22 إيثيريوم، أي ما يعادل حوالي 54,000 دولار أمريكي آنذاك. ^{[ 60 ]}

في نوفمبر 2023، أصبحت وكالة تنظيم الأدوية ومنتجات الرعاية الصحية في المملكة المتحدة (MHRA) أول جهة في العالم تُجيز استخدام دواء Casgevy، وهو أول دواء يعتمد على تقنية تحرير الجينات CRISPR، لعلاج فقر الدم المنجلي وبيتا ثلاسيميا . يعمل Casgevy، أو exagamglogene autotemcel ، مباشرةً على جينات الخلايا الجذعية داخل عظام المريض، مما يحفزها على إنتاج خلايا دم حمراء سليمة. وبذلك، يُغني هذا العلاج عن الحاجة إلى عمليات نقل الدم المنتظمة والمكلفة. ^{[ 15 ] [ 16 ]}

في 2 ديسمبر 2023، أصبحت الهيئة الوطنية لتنظيم الصحة في مملكة البحرين ثاني هيئة في العالم توافق على استخدام دواء كاسجيفي لعلاج فقر الدم المنجلي وبيتا ثلاسيميا . ^{[ 17 ] [ 18 ]}

في ديسمبر 2023، وافقت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية على أول علاج جيني في الولايات المتحدة لعلاج مرضى فقر الدم المنجلي. وقد وافقت الإدارة على علاجين هامين، هما كاسجيفي وليفجينيا، واللذان يمثلان أول علاجات جينية قائمة على الخلايا لعلاج فقر الدم المنجلي. ^{[ 61 ]}

في 16 فبراير 2025، أعلنت مملكة البحرين عن إتمام علاج أول مريض مصاب بمرض فقر الدم المنجلي خارج الولايات المتحدة بنجاح باستخدام دواء كاسجيفي، وذلك في مركز الخدمات الطبية الملكية - مركز البحرين للأورام، الكائن في مستشفى الملك حمد الجامعي ، ^{[ 62 ] [ 63 ]} وقد هنأ المدير العام لمنظمة الصحة العالمية، تيدروس أدهانوم غيبريسوس، على نجاح هذا العلاج. ^{[ 64 ]}

تستخدم تقنية CRISPR-Cas9 عادةً بلازميدات تحمل ترميز مكونات RNP لنقل الجينات إلى الخلايا المستهدفة، أو يتم تجميع RNP قبل إضافته إلى الخلايا عبر النقل النووي. ^{[ 65 ]} تظهر المكونات الرئيسية لهذا البلازميد في الصورة وتُدرج في الجدول. يُصمم crRNA بشكل فريد لكل تطبيق، حيث أن هذا هو التسلسل الذي يستخدمه Cas9 لتحديد تسلسلات محددة داخل الحمض النووي للخلية المضيفة والارتباط بها مباشرةً. يجب أن يرتبط crRNA فقط في المواضع المراد تعديلها. كما يُصمم قالب الإصلاح بشكل فريد لكل تطبيق، حيث يجب أن يُكمل إلى حد ما تسلسلات الحمض النووي على جانبي القطع، وأن يحتوي أيضًا على أي تسلسل مطلوب إدخاله في جينوم الخلية المضيفة.

يمكن تجميع عدة جزيئات crRNA وtracrRNA معًا لتكوين جزيء RNA موجّه واحد (sgRNA). ^{[ 66 ]} يمكن تضمين هذا الجزيء sgRNA مع الجين الذي يُشفّر بروتين Cas9 وتحويله إلى بلازميد ليتم نقله إلى الخلايا. تتوفر العديد من الأدوات الإلكترونية للمساعدة في تصميم تسلسلات sgRNA فعّالة. ^{[ 67 ] [ 68 ]}

تشمل البروتينات البديلة لبروتين Cas9 ما يلي:

تتميز تقنية CRISPR-Cas9 بدقة عالية وبنية بسيطة نسبيًا. وتعتمد خصوصيتها على عاملين: التسلسل المستهدف وتسلسل النمط المجاور للبروتوسبيسر (PAM). يبلغ طول التسلسل المستهدف 20 قاعدة، وهو جزء من كل موقع CRISPR في مصفوفة crRNA. ^{[ 65 ]} تحتوي مصفوفة crRNA النموذجية على عدة تسلسلات مستهدفة فريدة. تختار بروتينات Cas9 الموقع الصحيح على جينوم الخلية المضيفة باستخدام هذا التسلسل للارتباط بأزواج القواعد على الحمض النووي للخلية المضيفة. لا يُعد هذا التسلسل جزءًا من بروتين Cas9، وبالتالي فهو قابل للتخصيص ويمكن تصنيعه بشكل مستقل . ^{[ 97 ] [ 98 ]}

يتعرف إنزيم Cas9 على تسلسل PAM الموجود على جينوم الخلية المضيفة. ولا يمكن تعديل Cas9 بسهولة للتعرف على تسلسل PAM مختلف. ومع ذلك، لا يُعد هذا الأمر عائقًا كبيرًا، إذ إنه عادةً ما يكون تسلسلًا قصيرًا جدًا وغير محدد، ويتكرر بكثرة في مواقع عديدة من الجينوم (على سبيل المثال، تسلسل PAM الخاص بـ SpCas9 هو 5'-NGG-3'، ويتكرر في الجينوم البشري كل 8 إلى 12 زوجًا قاعديًا تقريبًا). ^{[ 65 ]}

بمجرد تجميع هذه التسلسلات في بلازميد ونقلها إلى الخلايا، يقوم بروتين Cas9 بمساعدة crRNA بالعثور على التسلسل الصحيح في الحمض النووي للخلية المضيفة، وبناءً على نوع Cas9، يقوم بإنشاء قطع أحادي أو مزدوج السلسلة في الموقع المناسب في الحمض النووي. ^{[ 99 ]}

يمكن أن تؤدي الفواصل أحادية السلسلة المتباعدة بشكل صحيح في الحمض النووي المضيف إلى تحفيز إصلاح الحمض النووي الموجه بالتماثل ، وهو أقل عرضة للخطأ من الربط غير المتماثل للنهايات أو الربط بوساطة ثيتا الذي يلي عادةً كسرًا مزدوج السلسلة. يتيح توفير قالب إصلاح الحمض النووي إدخال تسلسل محدد من الحمض النووي في موقع دقيق داخل الجينوم. يجب أن يمتد قالب الإصلاح من 40 إلى 90 زوجًا قاعديًا بعد كسر الحمض النووي الناتج عن Cas9. ^{[ 65 ]} الهدف هو أن تستخدم عملية إصلاح الحمض النووي الموجه بالتماثل الأصلية للخلية قالب الإصلاح المُقدم، وبالتالي دمج التسلسل الجديد في الجينوم. بمجرد دمجه، يصبح هذا التسلسل الجديد جزءًا من المادة الوراثية للخلية وينتقل إلى خلاياها الوليدة. يمكن أن يؤدي التثبيط المؤقت المشترك للربط غير المتماثل للنهايات والربط بوساطة ثيتا بواسطة جزيء صغير و siRNAs إلى زيادة كفاءة إصلاح الحمض النووي الموجه بالتماثل إلى 93% ومنع التحرير خارج الهدف في الوقت نفسه. ^{[ 100 ]}

يمكن إدخال بروتين Cas9، وsgRNA، والمركبات المرتبطة بها إلى الخلايا عبر أنظمة فيروسية وغير فيروسية. يُعدّ التثقيب الكهربائي للحمض النووي DNA أو RNA أو المركبات الريبونوكليوبروتينية تقنية شائعة، على الرغم من أنها قد تُسبب آثارًا ضارة على الخلايا المستهدفة. ^{[ 101 ]} كما استُخدمت تقنيات النقل الكيميائي التي تستخدم الدهون والببتيدات لإدخال sgRNAs المرتبطة ببروتين Cas9 إلى الخلايا. ^{[ 102 ] [ 103 ]} واستُخدمت أيضًا تقنية النقل القائمة على الجسيمات النانوية . ^{[ 104 ]} تتطلب أنواع الخلايا التي يصعب نقلها (مثل الخلايا الجذعية، والخلايا العصبية، والخلايا المكونة للدم) أنظمة نقل أكثر كفاءة، مثل تلك القائمة على الفيروسات البطيئة (LVs)، والفيروسات الغدية (AdV)، والفيروسات الغدية المرتبطة (AAV). ^{[ 105 ] [ 106 ] [ 107 ]}

وُجد أن كفاءة نظام CRISPR-Cas9 تزداد بشكل كبير عند استخدام مكونات النظام المختلفة، بما في ذلك بنية CRISPR/Cas9 الكاملة ومركبات Cas9-gRNA، في صورة مُجمّعة بدلاً من استخدام الكائنات المُعدّلة وراثيًا. ^{[ 108 ] [ 109 ]} وقد أثبت هذا الأمر أهمية خاصة في المحاصيل المُعدّلة وراثيًا لأغراض التسويق التجاري الواسع. ^{[ 110 ] [ 111 ]} ولأن آلية تضاعف الحمض النووي في الخلية المضيفة غير ضرورية لإنتاج هذه البروتينات، فإن احتمال تعرّف تسلسل sgRNA يكاد يكون معدومًا، مما يقلل من احتمالية حدوث تأثيرات جانبية غير مرغوب فيها. ^{[ 104 ]}

ركزت التحسينات والتطويرات اللاحقة لنظام CRISPR-Cas9 على تعزيز التحكم في استخدامه. وعلى وجه التحديد، شملت الأبحاث الرامية إلى تحسين هذا النظام تعزيز دقته وكفاءته ومستوى دقة تعديله. ويمكن تقسيم التقنيات وتصنيفها وفقًا لمكون النظام الذي تُعدّله، وذلك باستخدام متغيرات مختلفة أو ابتكارات جديدة لبروتين Cas، أو استخدام بروتين مُؤثِّر مختلف تمامًا، أو تعديل الحمض النووي الريبوزي المرشد (sgRNA)، أو استخدام منهج خوارزمي لتحديد الحلول المثلى المتاحة.

تُعدّ الخصوصية جانبًا هامًا لتحسين نظام CRISPR-Cas9، نظرًا لما تُسببه من آثار جانبية خطيرة على جينوم الخلية، مما يستدعي الحذر عند استخدامه. وبالتالي، فإن تقليل هذه الآثار الجانبية يُعزز سلامة النظام. تشمل التعديلات الحديثة لبروتينات Cas9 التي تزيد من الخصوصية بروتينات مُؤثرة ذات كفاءة وخصوصية مُماثلة لبروتين SpCas9 الأصلي، قادرة على استهداف التسلسلات التي كانت سابقًا غير قابلة للاستهداف، بالإضافة إلى مُتغير يكاد يخلو من الطفرات الجانبية. ^{[ 112 ] [ 113 ]} كما أُجريت أبحاث في هندسة بروتينات Cas9 جديدة، بما في ذلك بروتينات تستبدل جزئيًا نيوكليوتيدات الحمض النووي الريبي (RNA) في crRNA بالحمض النووي (DNA)، وإجراء لتوليد طفرات Cas9 مُوجهة بالبنية، وقد أظهرت جميعها انخفاضًا في الآثار الجانبية. ^{[ 114 ] [ 115 ]} وقد ثبت أيضًا أن استخدام sgRNAs المُختصرة بشكل مُتكرر و gRNAs عالية الاستقرار يُقلل من الآثار الجانبية. ^{[ 116 ] [ 117 ]} استُخدمت الأساليب الحسابية، بما في ذلك التعلّم الآلي، للتنبؤ بتقارب النظام وإنشاء تسلسلات فريدة له، وذلك لزيادة الخصوصية إلى أقصى حد لأهداف مُحددة. ^{[ 118 ] [ 119 ]}

تتيح عدة متغيرات من تقنية CRISPR-Cas9 تنشيط الجينات أو تعديل الجينوم باستخدام محفز خارجي كالضوء أو الجزيئات الصغيرة. ^{[ 120 ] [ 121 ] [ 122 ]} وتشمل هذه المتغيرات أنظمة CRISPR القابلة للتنشيط الضوئي، والتي طُوّرت عن طريق دمج بروتينات مستجيبة للضوء مع نطاق مُنشِّط وdCas9 لتنشيط الجينات، ^{[ 123 ] [ 124 ]} أو عن طريق دمج نطاقات مماثلة مستجيبة للضوء مع تركيبتين من split-Cas9، ^{[ 125 ] [ 126 ]} أو عن طريق دمج أحماض أمينية غير طبيعية محصورة في Cas9، ^{[ 127 ]} أو عن طريق تعديل الحمض النووي الريبوزي الدليلي بمكملات قابلة للتحلل الضوئي لتعديل الجينوم. ^{[ 128 ]}

تشمل طرق التحكم في تعديل الجينوم باستخدام الجزيئات الصغيرة: بروتين Cas9 ألوستيري، لا يُظهر أي تعديل خلفي قابل للكشف، والذي يُفعّل الارتباط والقطع عند إضافة 4-هيدروكسي تاموكسيفين (4-HT)، ^{[ 120 ]} أو بروتين Cas9 المرتبط بالإنتين والمستجيب لـ 4-HT ، ^{[ 129 ]} أو بروتين Cas9 المستجيب لـ 4-HT عند دمجه مع أربعة نطاقات ERT2. ^{[ 130 ]} يسمح بروتين Cas9 المنقسم القابل للتحفيز بالإنتين بتكوين ثنائيات من أجزاء Cas9 ^{، [ 131 ]} كما طُوّر نظام بروتين Cas9 المنقسم القابل للتحفيز بالراباميسين عن طريق دمج بنيتين من بروتين Cas9 المنقسم مع أجزاء FRB و FKBP . ^{[ 132 ]} وقد تمكنت دراسات أخرى من تحفيز نسخ بروتين Cas9 باستخدام جزيء صغير، وهو الدوكسيسيكلين . ^{[ 133 ] [ 134 ]} يمكن أيضًا استخدام الجزيئات الصغيرة لتحسين إصلاح الحمض النووي الموجه بالتماثل، ^{[ 135 ]} غالبًا عن طريق تثبيط مسار ربط النهايات غير المتماثلة و/أو مسار ربط النهايات بوساطة ثيتا. ^{[ 136 ] [ 137 ]} تم إنشاء نظام يحتوي على بروتين Cpf1 المؤثر، والذي يتم تحفيزه بواسطة الجزيئات الصغيرة VE-822 وAZD-7762. ^{[ 138 ]} تتيح هذه الأنظمة التحكم المشروط في نشاط CRISPR لتحسين الدقة والكفاءة والتحكم المكاني والزماني. يُعد التحكم المكاني والزماني شكلاً من أشكال إزالة التأثيرات غير المستهدفة - قد تحتاج خلايا أو أجزاء معينة فقط من الكائن الحي إلى التعديل، وبالتالي يمكن استخدام الضوء أو الجزيئات الصغيرة كوسيلة لإجراء ذلك. كما تزداد كفاءة نظام CRISPR-Cas9 بشكل كبير من خلال التوصيل الصحيح لتعليمات الحمض النووي لإنشاء البروتينات والكواشف اللازمة. ^{[ 138 ]}

تستخدم تقنية كريسبر أيضًا بروتينات تعديل أزواج القواعد المفردة لإجراء تعديلات محددة على قاعدة واحدة أو قاعدتين في التسلسل المستهدف. دُمج نظام كريسبر/كاس9 مع إنزيمات محددة كانت قادرة في البداية على تغيير الطفرات من C إلى T ومن G إلى A وعكسها فقط. وقد تحقق ذلك في النهاية دون الحاجة إلى أي قطع للحمض النووي. ^{[ 139 ] [ 140 ] [ 141 ]} وبدمج إنزيم آخر، أصبح نظام كريسبر-كاس9 لتعديل القواعد قادرًا أيضًا على تغيير C إلى G وعكسها. ^{[ 142 ]}

أتاح التعديل الجيني باستخدام Cas9 إمكانية إنتاج نماذج معدلة وراثيًا بسرعة وكفاءة في مجال علم الوراثة. يمكن إدخال Cas9 بسهولة إلى الخلايا المستهدفة مع sgRNA عبر نقل البلازميد لمحاكاة انتشار الأمراض واستجابة الخلية للعدوى ودفاعها ضدها. ^{[ 154 ]} تتيح إمكانية إدخال Cas9 داخل الجسم الحي إنشاء نماذج أكثر دقة لوظيفة الجينات وتأثيرات الطفرات، مع تجنب الطفرات غير المستهدفة التي تُلاحظ عادةً في الطرق القديمة للهندسة الوراثية.

لا تقتصر ثورة تقنية كريسبر وكاس9 في نمذجة الجينوم على الثدييات فحسب، بل شهدت النماذج الجينومية التقليدية، مثل ذبابة الفاكهة (دروسوفيلا ميلانوجاستر) ، وهي من أوائل الكائنات النموذجية، مزيدًا من التحسين في دقتها باستخدام كاس9. ^{[ 154 ]} يستخدم كاس9 محفزات خاصة بالخلايا، مما يسمح باستخدامه بشكل مُتحكم فيه. يُعد كاس9 طريقة دقيقة لعلاج الأمراض نظرًا لاستهدافه أنواعًا مُحددة من الخلايا فقط. كما يُمكن إزالة الخلايا التي تخضع لعلاج كاس9 وإعادة إدخالها لتعزيز فعالية العلاج. ^{[ 155 ]}

يمكن استخدام تقنية كريسبر-كاس9 لتعديل الحمض النووي للكائنات الحية داخل الجسم الحي ، ولإزالة جينات فردية أو حتى كروموسومات كاملة من الكائن الحي في أي مرحلة من مراحل نموه. تشمل الكروموسومات التي تم حذفها بنجاح داخل الجسم الحي باستخدام تقنيات كريسبر الكروموسوم Y والكروموسوم X لدى فئران المختبر البالغة، والكروموسومات 14 و21 لدى الإنسان، في خطوط الخلايا الجذعية الجنينية والفئران المختلة الصبغيات على التوالي. قد تكون هذه الطريقة مفيدة في علاج الاضطرابات الوراثية الناتجة عن أعداد غير طبيعية من الكروموسومات، مثل متلازمة داون واضطرابات الخنوثة . ^{[ 156 ]}

لقد ثبت نجاح تعديل الجينوم داخل الكائنات الحية ^{باستخدام} تقنية CRISPR-Cas9 في العديد من الكائنات النموذجية، بما في ذلك الإشريكية القولونية ^{[ 157 ]} ، والخميرة الجعوية [ ^{158 ] [ 159 ]} ، والمبيضة البيضاء ، والميثانوسارسينا الأسيتيفورانس ^{[ 160 ] [ 161 ]} ، والديدان الأسطوانية ^{[ 162 ]} ، وأنواع نبات الرشاد ^{[ 163 ]} ، وسمك الزيبرا ^{[ 164 ]} ، وفأر المنزل ( Mus musculus ) ^{[ 165 ] [ 166 ]} . وقد تحققت نجاحات في دراسة البيولوجيا الأساسية، وفي إنشاء نماذج للأمراض ^{[ 162 ] [ 167 ]} ، وفي المعالجة التجريبية لهذه النماذج ^{[ 168 ] .}

أُثيرت مخاوف من أن التأثيرات غير المستهدفة (تعديل جينات أخرى غير الجينات المقصودة) قد تُشوش نتائج تجربة تعديل الجينات بتقنية كريسبر (أي أن التغير الملحوظ في النمط الظاهري قد لا يكون ناتجًا عن تعديل الجين المستهدف، بل عن جين آخر). وقد أُجريت تعديلات على تقنية كريسبر لتقليل احتمالية حدوث هذه التأثيرات. وغالبًا ما يُوصى بإجراء تجارب كريسبر مستقلة لتأكيد نتائج تجربة تعديل الجينات. ^{[ 169 ] [ 170 ]}

تُسهّل تقنية كريسبر إنشاء كائنات معدلة وراثيًا لأغراض البحث، حيث تُحاكي هذه الكائنات الأمراض أو تُظهر ما يحدث عند تعطيل جين أو حدوث طفرة فيه. يمكن استخدام كريسبر على مستوى الخلايا الجنسية لإنشاء كائنات يتغير فيها الجين المستهدف في جميع أنحاء الكائن الحي (أي في جميع خلايا/أنسجة/أعضاء الكائن متعدد الخلايا )، أو يمكن استخدامها في الخلايا غير الجنسية لإحداث تغييرات موضعية تؤثر فقط على مجموعات خلوية معينة داخل الكائن الحي. ^{[ 171 ] [ 172 ] [ 173 ]}

يمكن استخدام تقنية كريسبر لإنشاء نماذج خلوية بشرية للأمراض. ^{[ 174 ]} على سبيل المثال، عند تطبيقها على الخلايا الجذعية البشرية متعددة القدرات ، استُخدمت تقنية كريسبر لإدخال طفرات مُستهدفة في جينات ذات صلة بمرض الكلى متعدد الكيسات (PKD) والتصلب الكبيبي البؤري القطاعي (FSGS). ^{[ 175 ]} ثم زُرعت هذه الخلايا الجذعية متعددة القدرات المُعدلة بتقنية كريسبر لتكوين عضيات كلوية بشرية أظهرت أنماطًا ظاهرية خاصة بكل مرض. شكلت العضيات الكلوية المُستخلصة من الخلايا الجذعية الحاملة لطفرات PKD تراكيب كيسية كبيرة وشفافة من الأنابيب الكلوية. وكانت هذه الأكياس قادرة على الوصول إلى أبعاد مرئية بالعين المجردة، يصل قطرها إلى سنتيمتر واحد. ^{[ 176 ]} أما العضيات الكلوية الحاملة لطفرات في جين مرتبط بـ FSGS، فقد طورت عيوبًا في الوصلات بين الخلايا القدمية ، وهي الخلايا المرشحة المتأثرة في هذا المرض. وقد عُزي ذلك إلى عدم قدرة الخلايا القدمية على تكوين الزغيبات الدقيقة بين الخلايا المتجاورة. ^{[ 177 ]} ومن المهم ذكره أن هذه الأنماط الظاهرية للمرض كانت غائبة في العضيات الضابطة ذات الخلفية الجينية المتطابقة، ولكنها تفتقر إلى تعديلات CRISPR. ^{[ 175 ]}

تم اتباع نهج مماثل لنمذجة متلازمة كيو تي الطويلة في خلايا عضلة القلب المشتقة من الخلايا الجذعية متعددة القدرات. ^{[ 178 ]} توفر هذه النماذج الخلوية المُولَّدة بتقنية كريسبر، مع الضوابط المتماثلة جينيًا، طريقة جديدة لدراسة الأمراض البشرية واختبار الأدوية.

يمكن استخدام تقنية التحرير الجيني CRISPR لتحديد الوظيفة الجزيئية للأليلات غير المشفرة المرتبطة بالأمراض المعقدة. ^{[ 179 ]} ترتبط هذه الأليلات بشكل واسع بالصفات المعقدة ، وتعمل عن طريق تغيير تنظيم الجينات في أنواع الخلايا ذات الصلة. كما يصعب تحديد وظيفتها بدقة. يمكن استخدام التحرير الجيني لإدخال متغيرات فردية في الجينوم، ومن ثم تحديد التأثيرات الجزيئية اللاحقة. يجب تطبيق هذا النهج في أنواع الخلايا أو خطوط الخلايا المناسبة للمتغير محل الاهتمام. كذلك، قد يتأثر هذا النهج بتأثيرات خارج الهدف، وانخفاض كفاءة التحرير، والتأثيرات النسخية غير المحددة للتحرير الجيني.

تم اقتراح تقنية كريسبر-كاس كعلاج للعديد من الأمراض البشرية، وخاصة تلك ذات المنشأ الوراثي. ^{[ 180 ]} إن قدرتها على تعديل تسلسلات الحمض النووي المحددة تجعلها أداة ذات إمكانات لإصلاح الطفرات المسببة للأمراض. تشير الأبحاث الأولية على نماذج حيوانية إلى أن العلاجات القائمة على تقنية كريسبر لديها القدرة على علاج طيف واسع من الأمراض، ^{[ 181 ]} بما في ذلك السرطان، ^{[ 182 ]} والشيخوخة المبكرة ، ^{[ 183 ]} ​​والثلاسيميا بيتا، ^{[ 184 ] [ 185 ] [ 186 ]} ومرض فقر الدم المنجلي ، ^{[ 186 ] [ 187 ]} والهيموفيليا ، ^{[ 188 ]} والتليف الكيسي ، ^{[ 189 ]} وضمور دوشين العضلي ، ^{[ 190 ]} ومرض هنتنغتون ، ^{[ 191 ] [ 192 ]} وداء النشواني الترانسثيريتيني ^{، [ 47 ]} وأمراض القلب. ^{[ 193 ]} كما استُخدمت تقنية كريسبر لعلاج الملاريا في البعوض، مما قد يقضي على ناقل المرض والمرض نفسه لدى البشر. ^{[ 194 ]} قد يكون لتقنية كريسبر تطبيقات في هندسة الأنسجة والطب التجديدي، مثل إنشاء أوعية دموية بشرية تفتقر إلى التعبير عن بروتينات معقد التوافق النسيجي الرئيسي من الفئة الثانية ، والتي غالباً ما تسبب رفض الأعضاء المزروعة. ^{[ 195 ]}

بالإضافة إلى ذلك، أظهرت التجارب السريرية لعلاج الثلاسيميا بيتا وفقر الدم المنجلي لدى المرضى باستخدام تقنية CRISPR-Cas9 نتائج واعدة. ^{[ 196 ] [ 197 ]} في ديسمبر 2023، وافقت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) على أول علاجين جينيين قائمين على الخلايا لعلاج فقر الدم المنجلي، وهما Casgevy و Lyfgenia . يُعد Casgevy أول علاج جيني معتمد من إدارة الغذاء والدواء الأمريكية يستخدم تقنية CRISPR-Cas9، ويعمل عن طريق تعديل الخلايا الجذعية المكونة للدم لدى المريض . ^{[ 198 ]}

ومع ذلك، لا تزال هناك بعض القيود على استخدام هذه التقنية في العلاج الجيني : ارتفاع نسبة التأثيرات الجانبية ، وضرورة وجود تسلسل PAM بالقرب من الموقع المستهدف، وموت الخلايا المبرمج بوساطة p53 عن طريق كسور الحمض النووي المزدوجة الناتجة عن تقنية CRISPR، والسمية المناعية بسبب نظام التوصيل الذي يكون عادةً بواسطة الفيروس . ^{[ 199 ]}

تم تحقيق أول تعديل جيني ناجح باستخدام تقنية كريسبر-كاس9 في النباتات في أغسطس 2013. ^{[ 232 ] [ 233 ]} ومنذ ذلك الحين، طُبقت هذه التقنية بنجاح في العديد من المحاصيل الرئيسية بهدف إدخال أو تحسين العديد من الصفات الزراعية. ^{[ 234 ]} كان لتطوير تقنية كريسبر تأثير كبير في مجال التكنولوجيا الحيوية النباتية، ولديها القدرة على إحداث ثورة في مستقبل الزراعة. ^{[ 234 ]}

تُدخل أنظمة CRISPR-Cas في النباتات بشكل شائع عن طريق التحويل الوراثي بواسطة بكتيريا Agrobacterium ، على الرغم من استخدام قصف الجسيمات وتحويل البروتوبلاست أيضًا. ^{[ 235 ]}

يوجد حاليًا حوالي 6000 اضطراب وراثي معروف، معظمها غير قابل للعلاج. يتمثل دور تقنية كريسبر في العلاج الجيني في استبدال الحمض النووي الخارجي بالجينات المعيبة. ^{[ 249 ]} لقد أحدث العلاج الجيني تأثيرًا هائلًا وفتح آفاقًا جديدة في مجال التكنولوجيا الحيوية الطبية.

يواجه الباحثون العديد من التحديات في مجال تعديل الجينات. ^{[ 250 ]} وتتمثل أبرز العقبات التي تعترض التطبيقات السريرية في القضايا الأخلاقية ونظام النقل إلى الموقع المستهدف. فبما أن وحدات نظام كريسبر مأخوذة من البكتيريا، فإن نقلها إلى الخلايا المضيفة يُحفز استجابة مناعية ضدها. وتُستخدم نواقل فيزيائية وكيميائية وفيروسية كوسيلة لنقل المركب إلى المضيف.

نتيجةً لذلك، تنشأ العديد من المضاعفات، مثل تلف الخلايا الذي يؤدي إلى موتها. في حالة النواقل الفيروسية، تكون سعة الفيروس صغيرة، بينما يكون بروتين Cas9 كبيرًا. لذا، وللتغلب على هذه المشكلة، طُوّرت طرق جديدة تستخدم سلالات أصغر من Cas9 مُستخلصة من البكتيريا. وأخيرًا، لا يزال هناك الكثير من العمل المطلوب لتحسين هذا النظام.

أثبتت النيوكليازات المرتبطة بتقنية كريسبر فائدتها كأداة للاختبارات الجزيئية، وذلك لقدرتها على استهداف تسلسلات الأحماض النووية بدقة عالية في وجود عدد كبير من التسلسلات غير المستهدفة. في عام 2016، استُخدم نيوكلياز Cas9 لإزالة تسلسلات النيوكليوتيدات غير المرغوب فيها من مكتبات التسلسل من الجيل التالي، مع الحاجة إلى 250 بيكوغرام فقط من الحمض النووي الريبي الأولي. ^{[ 253 ]} وابتداءً من عام 2017، استُخدمت النيوكليازات المرتبطة بتقنية كريسبر أيضًا في الاختبارات التشخيصية المباشرة للأحماض النووية، وصولًا إلى حساسية الجزيء الواحد. ^{[ 251 ] [ 254 ]} ويُستخدم تنوع كريسبر كهدف تحليلي لتحديد التطور الوراثي والتنوع في البكتيريا، كما في بكتيريا الزانثوموناس ، وفقًا لدراسة مارتينز وآخرون. ، 2019. ^{[ 255 ] : 552} يمكن استخدام الكشف المبكر عن مسببات الأمراض النباتية عن طريق التنميط الجزيئي لجينات CRISPR الخاصة بالممرض في الزراعة، كما أوضح شين وآخرون ، 2020. ^{[ 255 ] : 553}

من خلال دمج التشخيصات القائمة على تقنية كريسبر مع عمليات إنزيمية إضافية، أصبح الكشف عن جزيئات تتجاوز الأحماض النووية ممكنًا. ومن الأمثلة على هذه التقنيات المدمجة تقنية SPRINT (تحليل النسخ في المختبر باستخدام تقنية SHERLOCK). يمكن استخدام SPRINT للكشف عن مجموعة متنوعة من المواد، مثل المستقلبات في عينات المرضى أو الملوثات في العينات البيئية، بكفاءة عالية أو باستخدام أجهزة محمولة تُستخدم في نقاط الرعاية الصحية. [ ^{256 ] كما} يجري استكشاف منصات كريسبر-كاس للكشف عن فيروس SARS-CoV-2 ^{[ 257 ] [ 258 ] [ 252 ] [ 259 ] [ 260 ]} وتعطيله . ^{[ 261 ]} وقد تم تحديد اختبارين تشخيصيين شاملين مختلفين لفيروس SARS-CoV-2، وهما اختبار AIOD-CRISPR واختبار SHERLOCK. ^{[ 262 ]} يعتمد اختبار SHERLOCK على جزيء RNA مُعَلَّم بصبغة فلورية، قادر على تحديد 10 نسخ لكل ميكرولتر. ^{[ 263 ]} تُساعد تقنية AIOD-CRISPR في الكشف البصري الدقيق والحساس للغاية عن الحمض النووي الفيروسي. ^{[ 264 ]}

يمكن استخدام تقنية كريسبر-كاس9 في دراسة وتحديد الاختلافات الجينية بين البشر والقرود الأخرى، وخاصةً في الدماغ . على سبيل المثال، من خلال إعادة إدخال متغيرات جينية قديمة إلى نماذج دماغية مصغرة لإظهار تأثيرها على تكوين الخلايا العصبية، ^{[ 265 ]} أو طول الطور الاستوائي للخلايا السلفية القمية في القشرة المخية الحديثة النامية، ^{[ 266 ]} أو عن طريق تعطيل جين في الخلايا الجذعية الجنينية لتحديد منظم جيني يُحفز، عبر التحول المبكر لشكل الخلية، التوسع التطوري للدماغ الأمامي البشري . ^{[ 267 ] [ 268 ]} وقد وصفت إحدى الدراسات تأثيرًا كبيرًا لمتغير جيني قديم على النمو العصبي ^{[ 269 ] [ 270 ]} والذي قد يكون ناتجًا عن أثر جانبي لتقنية كريسبر، ^{[ 271 ] [ 272 ]} حيث لم يُمكن تكراره في دراسة لاحقة. ^{[ 100 ]}

في مارس 2015، أعلنت عدة مجموعات بحثية عن أبحاث جارية تهدف إلى وضع الأسس لتطبيق تقنية كريسبر على الأجنة البشرية لهندسة الخلايا الجرثومية البشرية ، بما في ذلك مختبرات في الولايات المتحدة والصين والمملكة المتحدة، بالإضافة إلى شركة التكنولوجيا الحيوية الأمريكية أوفاساينس . ^{[ 305 ]} وحثّ علماء، من بينهم أحد مكتشفي كريسبر، على وقف عالمي لتطبيق هذه التقنية على الخلايا الجرثومية البشرية، لا سيما للاستخدام السريري. وقالوا: "ينبغي على العلماء تجنب محاولة تعديل جينوم الخلايا الجرثومية للتطبيق السريري على البشر في ظل قوانين متساهلة" إلى حين مناقشة التداعيات الكاملة "بين المنظمات العلمية والحكومية". ^{[ 306 ] [ 307 ]} ويدعم هؤلاء العلماء إجراء المزيد من الأبحاث الأولية على كريسبر، ولا يرون أنها متطورة بما يكفي لأي استخدام سريري في إحداث تغييرات وراثية لدى البشر. ^{[ 308 ]}

في أبريل/نيسان 2015، نشر علماء صينيون نتائج محاولة لتعديل الحمض النووي لأجنة بشرية غير قابلة للحياة باستخدام تقنية كريسبر لتصحيح طفرة تسبب مرض الثلاسيميا بيتا ، وهو اضطراب وراثي مميت. ^{[ 309 ] [ 310 ]} وكانت مجلتا Nature و Science قد رفضتا الدراسة سابقًا، جزئيًا لأسباب أخلاقية. ^{[ 311 ]} أسفرت التجارب عن تغيير بعض الجينات المستهدفة فقط بنجاح، وكان لها آثار جانبية على جينات أخرى. وذكر الباحثون أن تقنية كريسبر غير جاهزة للتطبيق السريري في طب الإنجاب . ^{[ 311 ]} وفي أبريل/نيسان 2016، أفادت التقارير أن علماء صينيين قاموا بمحاولة ثانية غير ناجحة لتعديل الحمض النووي لأجنة بشرية غير قابلة للحياة باستخدام تقنية كريسبر، وهذه المرة لتعديل جين CCR5 لجعل الجنين مقاومًا لعدوى فيروس نقص المناعة البشرية . ^{[ 312 ]}

في ديسمبر/كانون الأول 2015، عُقدت قمة دولية حول تعديل الجينات البشرية في واشنطن تحت إشراف ديفيد بالتيمور . ناقش أعضاء الأكاديميات العلمية الوطنية في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة والصين أخلاقيات تعديل الخلايا الجنسية. واتفقوا على دعم البحوث الأساسية والسريرية وفقًا لمبادئ توجيهية قانونية وأخلاقية محددة. وتم التمييز بوضوح بين الخلايا الجسدية ، حيث تقتصر آثار التعديلات على فرد واحد، والخلايا الجنسية، حيث يمكن أن تُورَث التغييرات الجينية للأجيال اللاحقة. وقد يكون للتعديلات الوراثية عواقب غير مقصودة وبعيدة المدى على التطور البشري، وراثيًا (مثل التفاعلات بين الجينات والبيئة) وثقافيًا (مثل الداروينية الاجتماعية ). وتم تعريف تعديل الخلايا الجنسية والأجنة لإحداث تغييرات وراثية في البشر بأنه عمل غير مسؤول. واتفقت المجموعة على إنشاء منتدى دولي لمعالجة هذه المخاوف وتوحيد اللوائح بين الدول. ^{[ 313 ]}

في فبراير 2017، نشرت لجنة تحرير الجينات البشرية التابعة للأكاديميات الوطنية للعلوم والهندسة والطب في الولايات المتحدة ( NASEM ) تقريرًا يستعرض المخاوف الأخلاقية والقانونية والعلمية المتعلقة بتقنية الهندسة الجينية. وخلص التقرير إلى أن تحرير الجينوم الوراثي غير جائز حاليًا، ولكنه قد يكون مبررًا في بعض الحالات الطبية؛ ومع ذلك، لم يبرر استخدام تقنية كريسبر للتحسين. ^{[ 314 ]}

في نوفمبر/تشرين الثاني 2018، أعلن جيانكوي هي أنه أجرى تعديلاً جينياً على جنينين بشريين في محاولة لتعطيل جين CCR5 ، المسؤول عن ترميز مستقبل يستخدمه فيروس نقص المناعة البشرية لدخول الخلايا. وذكر أن التوأمتين، لولو ونانا ، وُلدتا قبل أسابيع قليلة. وأضاف أن الطفلتين لا تزالان تحملان نسخاً وظيفية من جين CCR5 إلى جانب نسخ معطلة منه ( حالة فسيفسائية )، وأنهما لا تزالان عرضة للإصابة بفيروس نقص المناعة البشرية. وقد لاقى هذا العمل استنكاراً واسعاً ووُصف بأنه غير أخلاقي وخطير وسابق لأوانه. ^{[ 315 ]} ودعت مجموعة دولية من العلماء إلى وقف عالمي للتعديل الجيني للأجنة البشرية. ^{[ 316 ]}

تختلف اللوائح التنظيمية لنظام CRISPR-Cas9 حول العالم. في فبراير 2016، منحت الجهات التنظيمية علماء بريطانيين تصريحًا لإجراء تعديلات جينية على الأجنة البشرية باستخدام CRISPR-Cas9 والتقنيات ذات الصلة. مع ذلك، مُنع الباحثون من زرع الأجنة، وكان من المقرر إتلافها بعد سبعة أيام. ^{[ 317 ]}

تمتلك الولايات المتحدة نظامًا تنظيميًا متطورًا ومتعدد الإدارات لتقييم الأغذية والمحاصيل المعدلة وراثيًا. فعلى سبيل المثال، يمنح قانون حماية المخاطر الزراعية لعام 2000 وزارة الزراعة الأمريكية سلطة الإشراف على كشف ومكافحة واستئصال وقمع ومنع انتشار آفات النباتات أو الأعشاب الضارة، وذلك لحماية الزراعة والبيئة والاقتصاد الأمريكي. وينظم هذا القانون أي كائن حي معدل وراثيًا يستخدم جينوم "آفة نباتية" محددة مسبقًا، أو أي نبات لم يُصنف سابقًا. ^{[ 318 ]} في عام 2015، نجح ينونغ يانغ في تعطيل 16 جينًا محددًا في فطر عيش الغراب الأبيض، مما جعله مقاومًا للاسمرار. ولأنه لم يُضف أي حمض نووي من أنواع غريبة ( معدل وراثيًا ) إلى كائنه، لم يكن من الممكن تنظيم الفطر من قبل وزارة الزراعة الأمريكية بموجب المادة 340.2. ^{[ 319 ]} وكان فطر عيش الغراب الأبيض الذي ابتكره يانغ أول كائن حي معدل وراثيًا باستخدام نظام بروتين CRISPR-Cas9 يجتاز اللوائح التنظيمية الأمريكية. ^{[ 320 ]}

في عام 2016، رعت وزارة الزراعة الأمريكية لجنةً لدراسة السياسات التنظيمية المستقبلية لتقنيات التعديل الوراثي الناشئة. وبمساعدة الأكاديميات الوطنية الأمريكية للعلوم والهندسة والطب ، اجتمعت مجموعات المصالح الخاصة في 15 أبريل/نيسان لبحث التطورات المحتملة في الهندسة الوراثية خلال السنوات الخمس المقبلة، وأي لوائح جديدة قد تكون ضرورية نتيجةً لذلك. ^{[ 321 ]} وفي عام 2017، اقترحت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية قاعدةً تصنف التعديلات الوراثية على الحيوانات على أنها "أدوية بيطرية"، مما يُخضعها لرقابة صارمة إذا عُرضت للبيع، ويُقلل من قدرة الأفراد والشركات الصغيرة على تحقيق الربح منها. ^{[ 322 ] [ 323 ]}

في الصين، حيث تختلف الظروف الاجتماعية اختلافاً حاداً عن تلك الموجودة في الغرب، تحمل الأمراض الوراثية وصمة عار كبيرة. ^{[ 324 ]} وهذا ما يجعل استخدام هذه التقنية أقل عوائق سياسية في الصين. ^{[ 325 ] [ 326 ]}

في عامي 2012 و2013، حازت تقنية كريسبر على المركز الثاني في مجلة ساينس.حصلت تقنية كريسبر على جائزة " الاختراق الأبرز" لعام 2015. ^{[ 221 ]} كما صُنفت ضمن أفضل عشر تقنيات رائدة من قِبل مجلة MIT Technology Review في عامي 2014 و2016. ^{[ 327 ] [ 328 ]} وفي عام 2016، فازت جينيفر دودنا وإيمانويل شاربنتييه ، إلى جانب رودولف بارانغو وفيليب هورفاث وفينغ تشانغ ، بجائزة غاردنر الدولية. وفي عام 2017، مُنحت دودنا وشاربنتييه جائزة اليابان في طوكيو، اليابان، لاختراعهما الثوري لتقنية كريسبر-كاس9. وفي عام 2016، فازت شاربنتييه ودودنا وتشانغ بجائزة تانغ في العلوم الصيدلانية الحيوية. ^{[ 329 ]} وفي عام 2020، مُنحت شاربنتييه ودودنا جائزة نوبل في الكيمياء ، "لتطويرهما طريقة لتحرير الجينوم". ^{[ 330 ]}