تحرير الجينوم

الأجيال المختلفة من إنزيمات التقييد المستخدمة في تحرير الجينوم ومسارات إصلاح الحمض النووي المستخدمة لتعديل الحمض النووي المستهدف.

تحرير الجينوم ، أو هندسة الجينوم ، أو تعديل الجينات ، هو نوع من الهندسة الوراثية يتم فيه إدخال الحمض النووي أو حذفه أو تعديله أو استبداله في جينوم الكائن الحي. وعلى عكس تقنيات الهندسة الوراثية القديمة التي كانت تُدخل المادة الوراثية عشوائيًا في جينوم الكائن المضيف، فإن تحرير الجينوم يستهدف عمليات الإدخال في مواقع محددة بدقة.

تُستخدم جزيئات قابلة للبرمجة تُسمى إنزيمات القطع المحددة ، والمعروفة أيضًا باسم محررات الجينات أو المقصات الجزيئية، لإحداث كسور في سلسلتي الحمض النووي (DSBs) في مواقع محددة من الجينوم. ويتم إصلاح هذه الكسور من خلال إعادة التركيب الموجه بالتماثل (HDR) أو الربط غير المتماثل للنهايات (NHEJ)، مما يؤدي إلى طفرات مستهدفة. [ 1 ] [ 2 ]

أدى تطوير تقنية تحرير الجينات CRISPR في عام 2015 إلى تحسين كفاءة ودقة وجدوى تحرير الجينوم على نطاق واسع. [ 3 ]

تُعدّ تقنية تحرير القواعد من أقدم وأكثر طرق تحرير الجينوم فعالية . [ 4 ] [ 5 ] فهي لا تتطلب كسر وإعادة تركيب سلاسل الحمض النووي الجينومي، وبالتالي تتجنب عمليات الإدخال والحذف العشوائية المرتبطة بهذه العمليات. مع ذلك، فهي مناسبة فقط للتحرير الدقيق للنيوكليوتيدات المفردة . وتعتمد هذه التقنية على إنزيمات تعديل القواعد النيتروجينية الموجهة بواسطة تسلسلات توجيهية من الأحماض النووية. وقد وُصفت لأول مرة في تسعينيات القرن الماضي، وشهدت انتعاشًا ملحوظًا في الآونة الأخيرة. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 4 ]

منذ عام 2015، تم إجراء دراسات تجريبية على تعديل الجينوم على أجنة بشرية غير قابلة للحياة . [ 9 ] وفي عام 2019، وُلد أول إنسانين من أجنة معدلة جينياً باستخدام تقنية كريسبر، نتيجة لقضية هي جيانكوي المثيرة للجدل . [ 10 ]

تاريخ

تم تطوير تحرير الجينوم في التسعينيات، [ 6 ] قبل ظهور منصات تحرير الجينات الشائعة الحالية القائمة على النيوكلياز، ولكن استخدامها كان محدودًا بسبب انخفاض كفاءة التحرير.

في العقد الأول من الألفية الثانية، تم إدخال تقنية تعديل الجينوم باستخدام النيوكليازات المُهندسة (المعروفة أيضًا باسم "المقص الجزيئي"). اعتبارًا من عام 2011استُخدمت ثلاث عائلات من النيوكليازات المُهندسة: النيوكليازات الضخمة ، ونيوكليازات أصابع الزنك (ZFNs)، والنيوكليازات المُعتمدة على مُنشطات النسخ الشبيهة بالمؤثرات (TALEN). وقد اختارتها مجلة Nature Methods كأفضل طريقة لعام 2011. [ 11 ] وفي عام 2015، طُرح نظام CRISPR-Cas، [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] واختارته مجلة Science كأفضل إنجاز علمي لعام 2015. [ 16 ] وكانت تسعة برامج لتحرير الجينوم متاحة حتى عام 2017 .[ 17 ]

في عام 2018، اعتمدت الطرق الشائعة لتعديل الحمض النووي على استخدام نوكليازات مُهندسة لإحداث كسور في سلسلتي الحمض النووي (DSBs) في مواقع محددة من الجينوم. ويتم إصلاح هذه الكسور من خلال الربط غير المتجانس للنهايات (NHEJ) أو إعادة التركيب المتجانس (HR)، مما يؤدي إلى طفرات مُستهدفة (تعديلات).

في مايو/أيار 2019، أفاد محامون في الصين ، في ضوء الادعاء بأن العالم الصيني هي جيانكوي قد أنشأ أول إنسان معدل جينيًا (انظر جدل لولو ونانا )، بصياغة لوائح تنص على أن أي شخص يتلاعب بالجينوم البشري باستخدام تقنيات تعديل الجينات، مثل تقنية كريسبر ، سيُحاسب على أي عواقب سلبية ذات صلة. [ 10 ] وقد نوقش مؤخرًا منظور تحذيري بشأن الثغرات والمخاطر المحتملة لتقنية كريسبر والتقنيات الحيوية ذات الصلة، [ 18 ] مع التركيز على الطبيعة العشوائية لعمليات التحكم الخلوي.

قام معهد روزلين التابع لجامعة إدنبرة بهندسة خنازير مقاومة لفيروس يسبب متلازمة الخنازير التناسلية والتنفسية ، والتي تكلف مزارعي الخنازير في الولايات المتحدة وأوروبا 2.6 مليار دولار سنوياً. [ 19 ]

في فبراير 2020، أظهرت تجربة أمريكية نجاح تقنية كريسبر لتعديل الجينات على ثلاثة مرضى سرطان. [ 20 ] وفي عام 2020، تمت الموافقة على بيع طماطم "سيسيليان روج هاي غابا"، وهي طماطم غنية بحمض غاما-أمينوبيوتيريك (GABA) يُقال إنه يُعزز الاسترخاء، في اليابان. [ 19 ]

في عام 2021، خططت إنجلترا (دون بقية المملكة المتحدة) لإزالة القيود المفروضة على النباتات والحيوانات المعدلة جينيًا، والانتقال من اللوائح المتوافقة مع الاتحاد الأوروبي إلى قواعد أقرب إلى تلك المطبقة في الولايات المتحدة وبعض الدول الأخرى. وخلص تقرير صادر عن المفوضية الأوروبية في أبريل 2021 إلى وجود "مؤشرات قوية" على أن النظام التنظيمي الحالي غير مناسب لتعديل الجينات. [ 19 ] وفي وقت لاحق من عام 2021، أعلن باحثون عن بديل لتقنية كريسبر، أطلقوا عليه اسم بروتينات النشاط الموجه بالعناصر المتحركة الإلزامية (أوميغا)، بما في ذلك IscB وIsrB وTnpB، وهي عبارة عن نوكليازات داخلية موجودة في العناصر المتحركة ، وموجهة بواسطة جزيئات ωRNA صغيرة. [ 21 ] [ 22 ]

خلفية

الهندسة الوراثية ، كطريقة لإدخال عناصر وراثية جديدة إلى الكائنات الحية، موجودة منذ سبعينيات القرن الماضي. من عيوب هذه التقنية الطبيعة العشوائية لإدخال الحمض النووي في جينوم الكائن المضيف ، مما قد يُضعف أو يُغير جينات أخرى داخل الكائن. مع ذلك، تم اكتشاف عدة طرق تستهدف الجينات المُدخلة إلى مواقع محددة داخل جينوم الكائن الحي. [ 6 ] كما مكّنت هذه التقنية من تعديل تسلسلات محددة داخل الجينوم، بالإضافة إلى تقليل الآثار الجانبية غير المقصودة. يمكن استخدام ذلك لأغراض البحث، من خلال استهداف الطفرات في جينات محددة، وفي العلاج الجيني . من خلال إدخال جين سليم إلى الكائن الحي، وتوجيهه ليحل محل الجين المعيب، قد يصبح من الممكن علاج بعض الأمراض الوراثية .

استهداف الجينات

إعادة التركيب المتماثل

اعتمدت الطرق المبكرة لاستهداف الجينات في مواقع محددة ضمن جينوم الكائن الحي (المعروفة باستهداف الجينات ) على إعادة التركيب المتماثل (HR). [ 23 ] من خلال إنشاء تركيبات الحمض النووي التي تحتوي على قالب مطابق لتسلسل الجينوم المستهدف، يُمكن لعمليات إعادة التركيب المتماثل داخل الخلية إدخال التركيب في الموقع المطلوب. وقد أدى استخدام هذه الطريقة على الخلايا الجذعية الجنينية إلى تطوير فئران معدلة وراثيًا تم تعطيل جينات مستهدفة فيها . كما أصبح من الممكن إدخال جينات جديدة أو تغيير أنماط التعبير الجيني . [ 24 ] تقديرًا لاكتشافهم كيفية استخدام إعادة التركيب المتماثل لإدخال تعديلات جينية في الفئران من خلال الخلايا الجذعية الجنينية، مُنح ماريو كابيكي ومارتن إيفانز وأوليفر سميثيز جائزة نوبل في الطب أو علم وظائف الأعضاء لعام 2007. [ 25 ]

الاستهداف المشروط

إذا تم تعطيل جين حيوي، فقد يكون ذلك مميتًا للكائن الحي. لدراسة وظيفة هذه الجينات، استُخدمت إنزيمات إعادة التركيب الموجهة للموقع (SSR). النوعان الأكثر شيوعًا هما نظاما Cre-LoxP و Flp-FRT . إنزيم Cre recombinase هو إنزيم يزيل الحمض النووي عن طريق إعادة التركيب المتماثل بين تسلسلات ربط تُعرف بمواقع Lox-P. يعمل نظام Flip-FRT بطريقة مماثلة، حيث يتعرف إنزيم Flip recombinase على تسلسلات FRT. من خلال تهجين كائن حي يحتوي على مواقع إعادة التركيب المحيطة بالجين المستهدف مع كائن حي يُعبّر عن SSR تحت سيطرة محفزات خاصة بالأنسجة ، يُمكن تعطيل أو تفعيل الجينات في خلايا معينة فقط. استُخدمت هذه التقنيات أيضًا لإزالة الجينات الواسمة من الحيوانات المعدلة وراثيًا. سمحت تعديلات إضافية على هذه الأنظمة للباحثين بتحفيز إعادة التركيب في ظل ظروف معينة فقط، مما يسمح بتعطيل الجينات أو التعبير عنها في أوقات أو مراحل نمو محددة . [ 24 ]

عملية

إصلاح انقطاع الشعر المزدوج

مسارات إصلاح انقطاعات الحمض النووي المزدوج وتعديل الجينوم باستخدام نوكليازات CRISPR-Cas

يعتمد أحد الأشكال الشائعة لتعديل الجينوم على مفهوم آليات إصلاح انقطاعات الحمض النووي المزدوجة (DSB). هناك مساران رئيسيان لإصلاح هذه الانقطاعات: الربط غير المتجانس للأطراف (NHEJ) والإصلاح الموجه بالتماثل (HDR). يستخدم الربط غير المتجانس للأطراف مجموعة متنوعة من الإنزيمات لربط نهايات الحمض النووي مباشرةً، بينما يستخدم الإصلاح الموجه بالتماثل، الأكثر دقة، تسلسلًا متماثلًا كقالب لإعادة تكوين تسلسلات الحمض النووي المفقودة عند نقطة الانقطاع. يمكن استغلال ذلك عن طريق إنشاء ناقل يحتوي على العناصر الجينية المطلوبة ضمن تسلسل متماثل مع التسلسلات المجاورة للانقطاع. سيؤدي هذا إلى إدخال التغيير المطلوب في موقع الانقطاع. على الرغم من أن تعديل الجينات القائم على الإصلاح الموجه بالتماثل يشبه استهداف الجينات القائم على إعادة التركيب المتماثل، إلا أن معدل إعادة التركيب يزداد بمقدار ثلاثة أضعاف على الأقل. [ 26 ]

النيوكليازات المُهندسة

مجموعات من النيوكليازات المُهندسة. الألوان المتطابقة تدل على أنماط التعرف على الحمض النووي.

يكمن مفتاح تعديل الجينوم في إحداث كسر مزدوج السلسلة (DSB) في نقطة محددة داخل الجينوم. تُعدّ إنزيمات التقييد الشائعة الاستخدام فعّالة في قطع الحمض النووي، ولكنها عادةً ما تتعرف على مواقع متعددة وتقطعها. وللتغلب على هذا التحدي وإحداث كسر مزدوج السلسلة في موقع محدد، تم اكتشاف أربع فئات متميزة من النيوكليازات وهندستها حيوياً حتى الآن:

  • الميغانوكليازات
  • نوكليازات أصابع الزنك ( ZFNs )
  • نوكليازات المؤثرات الشبيهة بمنشطات النسخ ( TALEN )
  • نظام التكرارات المتناظرة القصيرة المتباعدة بانتظام ( CRISPR /Cas9).

الميغانوكليازات

الميغانوكليازات ، التي اكتُشفت في أواخر ثمانينيات القرن العشرين، هي إنزيمات تنتمي إلى عائلة الإندونوكلياز، وتتميز بقدرتها على التعرف على تسلسلات الحمض النووي الكبيرة (من 14 إلى 40 زوجًا من القواعد) وقطعها. [ 27 ] وتُعدّ بروتينات عائلة LAGLIDADG من أكثر الميغانوكليازات انتشارًا وشهرةً ، وقد سُمّيت بهذا الاسم نسبةً إلى تسلسل أحماض أمينية محفوظ .

تتميز إنزيمات الميغانوكلياز، الشائعة في الكائنات الدقيقة، بخاصية فريدة تتمثل في امتلاكها تسلسلات تعرف طويلة جدًا (>14 زوجًا قاعديًا)، مما يجعلها شديدة التخصص بطبيعتها. [ 28 ] [ 29 ] ومع ذلك، يكاد يكون من المستحيل العثور على إنزيم الميغانوكلياز المطلوب تحديدًا للتفاعل مع تسلسل DNA معين. وللتغلب على هذا التحدي، استُخدمت تقنيات الطفرات والفحص عالي الإنتاجية لإنتاج متغيرات من إنزيمات الميغانوكلياز تتعرف على تسلسلات فريدة. [ 29 ] [ 30 ] كما تمكن باحثون آخرون من دمج إنزيمات ميغانوكلياز مختلفة لإنتاج إنزيمات هجينة تتعرف على تسلسل جديد. [ 31 ] [ 32 ] في حين حاول باحثون آخرون تعديل الأحماض الأمينية المتفاعلة مع DNA في إنزيم الميغانوكلياز لتصميم إنزيمات ميغانوكلياز متخصصة في تسلسل معين، وذلك باستخدام طريقة تُعرف باسم "إنزيم الميغانوكلياز المصمم عقلانيًا". [ 33 ] ويتضمن نهج آخر استخدام نماذج حاسوبية لمحاولة التنبؤ بدقة قدر الإمكان بنشاط إنزيمات الميغانوكلياز المعدلة وخصوصية التسلسل النووي المُتعرف عليه. [ 34 ]

تم إنشاء بنك ضخم يحتوي على عشرات الآلاف من وحدات البروتين. يمكن دمج هذه الوحدات للحصول على إنزيمات نووية ضخمة هجينة تتعرف على الموقع المستهدف، مما يوفر أدوات بحث وتطوير تلبي مجموعة واسعة من الاحتياجات (البحث الأساسي، الصحة، الزراعة، الصناعة، الطاقة، إلخ). تشمل هذه الأدوات الإنتاج على نطاق صناعي لاثنين من الإنزيمات النووية الضخمة القادرة على شطر جين XPC البشري؛ إذ تؤدي الطفرات في هذا الجين إلى الإصابة بمرض جفاف الجلد المصطبغ ، وهو اضطراب وراثي أحادي الجين حاد يُهيئ المرضى للإصابة بسرطان الجلد والحروق عند تعرض جلدهم للأشعة فوق البنفسجية. [ 35 ]

تتميز النيوكليازات الضخمة بميزة التسبب في سمية أقل في الخلايا مقارنة بطرق مثل نيوكلياز إصبع الزنك (ZFN)، ويرجع ذلك على الأرجح إلى التعرف الأكثر صرامة على تسلسل الحمض النووي؛ [ 29 ] ومع ذلك، فإن بناء إنزيمات خاصة بالتسلسل لجميع التسلسلات الممكنة مكلف ويستغرق وقتًا طويلاً، حيث لا يستفيد المرء من الإمكانيات التوافقية التي تستخدمها طرق مثل ZFNs والاندماجات القائمة على TALEN.

نوكليازات أصابع الزنك

على عكس الميغانوكليازات، يعتمد مفهوم تقنيتي ZFNs وTALEN على نطاق تحفيزي غير متخصص لقطع الحمض النووي، والذي يمكن ربطه بببتيدات تتعرف على تسلسل الحمض النووي، مثل أصابع الزنك والمؤثرات الشبيهة بمنشطات النسخ (TALEs). [ 36 ] تمثلت الخطوة الأولى في إيجاد إنزيم نوكلياز داخلي يكون موقع التعرف على الحمض النووي وموقع القطع منفصلين، وهو أمر غير شائع بين إنزيمات التقييد. [ 36 ] بمجرد العثور على هذا الإنزيم، يمكن فصل جزء القطع الخاص به، والذي سيكون غير متخصص للغاية لعدم امتلاكه القدرة على التعرف. يمكن بعد ذلك ربط هذا الجزء بببتيدات تتعرف على التسلسل، مما قد يؤدي إلى تخصص عالٍ للغاية.

توجد أنماط أصابع الزنك في العديد من عوامل النسخ . يلعب أيون الزنك، الموجود في 8% من جميع البروتينات البشرية، دورًا هامًا في تنظيم بنيتها ثلاثية الأبعاد. في عوامل النسخ، يتواجد غالبًا في مواقع تفاعل البروتين مع الحمض النووي، حيث يُثبّت النمط. الجزء الطرفي الكربوكسيلي لكل إصبع مسؤول عن التعرف النوعي على تسلسل الحمض النووي.

تتميز التسلسلات المُعترف بها بقصرها، إذ تتكون من حوالي 3 أزواج قاعدية، ولكن من خلال دمج 6 إلى 8 أصابع زنك ذات مواقع تعرف محددة، يُمكن الحصول على بروتينات مُخصصة لتسلسلات تصل إلى حوالي 20 زوجًا قاعديًا. وبالتالي، يُمكن التحكم في التعبير عن جين مُعين. وقد ثبت أن هذه الاستراتيجية يُمكن استخدامها لتحفيز عملية تكوين الأوعية الدموية في الحيوانات. [ 37 ] كما يُمكن دمج بروتين مُصمم بهذه الطريقة مع المجال التحفيزي لإنزيم نوكلياز داخلي لإحداث قطع مُستهدف في الحمض النووي، ومن ثم استخدام هذه البروتينات كأدوات للهندسة الجينية. [ 38 ]

تعتمد الطريقة المتبعة عمومًا على ربط بروتينين رابطين للحمض النووي - يحتوي كل منهما على 3 إلى 6 أصابع زنك مختارة بعناية - بالنطاق التحفيزي لإنزيم FokI الداخلي، الذي يحتاج إلى تكوين ثنائي لقطع الحمض النووي المزدوج. يتعرف البروتينان على تسلسلين من الحمض النووي يفصل بينهما بضعة نيوكليوتيدات. يؤدي ربط بروتيني أصابع الزنك بتسلسليهما إلى تقريب نطاقي FokI من بعضهما. يتطلب إنزيم FokI تكوين ثنائي لكي يكون له نشاط نوكليازي، وهذا يعني زيادة الخصوصية بشكل كبير، حيث يتعرف كل شريك نوكليازي على تسلسل فريد من الحمض النووي. ولتعزيز هذا التأثير، تم هندسة نوكليازات FokI بحيث لا تعمل إلا كثنائيات غير متجانسة. [ 39 ]

تُستخدم عدة مناهج لتصميم نوكليازات أصابع الزنك المُخصصة للتسلسلات المختارة. وأكثرها شيوعًا هو دمج وحدات أصابع الزنك ذات الخصائص المعروفة (التجميع المعياري). وقد طُوّرت تقنيات انتقاء متنوعة، باستخدام البكتيريا أو الخميرة أو خلايا الثدييات، لتحديد التركيبات التي تُوفر أفضل خصوصية وأفضل تحمل خلوي. على الرغم من عدم وجود توصيف مباشر لنشاط نوكلياز أصابع الزنك على مستوى الجينوم، فقد أظهر فحصٌ يقيس العدد الإجمالي لكسور الحمض النووي المزدوجة في الخلايا أن كسرًا واحدًا أو كسرين فقط يحدثان فوق المستوى الأساسي في الخلايا المُعالجة بنوكليازات أصابع الزنك ذات موقع التعرف المركب 24 زوجًا قاعديًا ومجالات نوكلياز FokI ثنائية التغاير الإلزامية. [ 39 ]

تُجنّب النيوكليازات العاملة بتقنية التغاير الثنائي احتمالية النشاط غير المرغوب فيه للنيوكليازات المتجانسة، وبالتالي تزيد من خصوصية كسر الحمض النووي المزدوج. على الرغم من تشابه خصائص أجزاء النيوكلياز في كل من ZFNs وTALENs، إلا أن الاختلاف بين هذه النيوكليازات المُهندسة يكمن في ببتيد التعرف على الحمض النووي. تعتمد ZFNs على أصابع الزنك Cys2-His2، بينما تعتمد TALENs على TALEs. يتميز كلا نطاقي ببتيد التعرف على الحمض النووي بوجودهما بشكل طبيعي في تراكيب ضمن بروتيناتهما. عادةً ما تتواجد أصابع الزنك Cys2-His2 في تكرارات تفصل بينها 3 أزواج قاعدية، وتوجد بتراكيب متنوعة في العديد من البروتينات المتفاعلة مع الأحماض النووية، مثل عوامل النسخ . كل إصبع من نطاق أصابع الزنك مستقل تمامًا، وتتأثر قدرة ارتباط كل إصبع بجيرانه. أما TALEs، فتوجد في تكرارات بنسبة تعرف 1:1 بين الأحماض الأمينية وأزواج النيوكليوتيدات المُتعرف عليها. نظرًا لأن كلًا من أصابع الزنك وبروتينات TALE تتكرر بأنماط مختلفة، يمكن تجربة تركيبات متنوعة لإنشاء مجموعة واسعة من التخصصات التسلسلية. [ 28 ] وقد رسخت أصابع الزنك مكانتها في هذا السياق، واستُخدمت طرق مثل التجميع المعياري (حيث تُربط أصابع الزنك المرتبطة بتسلسل ثلاثي في ​​صف واحد لتغطية التسلسل المطلوب)، وOPEN (اختيار منخفض الدقة لمجالات الببتيد مقابل النيوكليوتيدات الثلاثية متبوعًا باختيارات عالية الدقة لتركيبة الببتيد مقابل الهدف النهائي في الأنظمة البكتيرية)، وفحص التهجين الأحادي البكتيري لمكتبات أصابع الزنك، من بين طرق أخرى، لإنتاج نوكليازات محددة الموقع.

تُعدّ نوكليازات أصابع الزنك أدوات بحث وتطوير استُخدمت بالفعل لتعديل مجموعة واسعة من الجينومات، لا سيما في مختبرات اتحاد أصابع الزنك. وتستخدم شركة سانغامو بيوساينسز الأمريكية نوكليازات أصابع الزنك لإجراء أبحاث في الهندسة الوراثية للخلايا الجذعية وتعديل الخلايا المناعية لأغراض علاجية. [ 40 ] [ 41 ] وتخضع الخلايا اللمفاوية التائية المُعدّلة حاليًا لتجارب سريرية من المرحلة الأولى لعلاج نوع من أورام الدماغ ( الورم الأرومي الدبقي ) وفي مكافحة الإيدز. [ 39 ]

تالين

نظرة عامة على عملية TALEN

تُعدّ نوكليازات المؤثرات الشبيهة بمنشطات النسخ (TALENs) بروتينات مُحددة ترتبط بالحمض النووي (DNA) وتتميز بتكرارات من 33 أو 34 حمضًا أمينيًا. تُعتبر TALENs إنزيمات تقييد اصطناعية، مصممة عن طريق دمج نطاق قطع الحمض النووي الخاص بالنوكلياز مع نطاقات TALE، والتي يُمكن تعديلها للتعرف على تسلسل DNA فريد. تعمل هذه البروتينات المدمجة كـ"مقص DNA" سهل الاستهداف لتطبيقات تحرير الجينات، مما يُتيح إجراء تعديلات جينومية مُستهدفة، مثل إدخال التسلسلات وحذفها وإصلاحها واستبدالها في الخلايا الحية. [ 42 ] تأتي نطاقات ربط الحمض النووي، التي يُمكن تصميمها لربط أي تسلسل DNA مرغوب، من مؤثرات TAL ، وهي بروتينات ربط DNA تُفرزها بكتيريا Xanthomanos app. المُمرضة للنباتات . تتكون مؤثرات TAL من نطاقات مُتكررة، يحتوي كل منها على تسلسل محفوظ للغاية من 34 حمضًا أمينيًا، وتتعرف على نيوكليوتيد DNA واحد داخل الموقع المُستهدف. يستطيع النيوكلياز إحداث كسور في سلسلتي الحمض النووي عند الموقع المستهدف، ويمكن إصلاحها بواسطة آلية الربط غير المتجانس للنهايات (NHEJ) المعرضة للخطأ، مما يؤدي إلى تعطيل الجينات من خلال إدخال أو حذف أجزاء صغيرة. كل تكرار محفوظ، باستثناء ما يُسمى بثنائيات البقايا المتغيرة للتكرار (RVDs) في الموضعين 12 و13 من الأحماض الأمينية. تحدد هذه الثنائيات تسلسل الحمض النووي الذي سيرتبط به بروتين TALE. هذه المطابقة البسيطة بين تكرارات TALE وتسلسل الحمض النووي المقابل تجعل عملية تجميع مصفوفات التكرار للتعرف على تسلسلات الحمض النووي الجديدة عملية مباشرة. يمكن دمج بروتينات TALE هذه مع المجال التحفيزي من نيوكلياز الحمض النووي FokI، لتكوين نيوكلياز مُؤثر شبيه بمنشط النسخ (TALEN). تجمع تركيبات TALEN الناتجة بين الخصوصية والنشاط، مما يُنتج فعليًا نيوكليازات مُهندسة خاصة بتسلسل معين، ترتبط بتسلسلات الحمض النووي وتقطعها فقط في مواقع مُحددة مسبقًا. يعتمد نظام التعرف على الهدف في تقنية TALEN على شفرة يسهل التنبؤ بها. تتميز نوكليازات TAL بتخصصها في هدفها، ويعود ذلك جزئيًا إلى طول موقع ارتباطها الذي يزيد عن 30 زوجًا من القواعد . يمكن إجراء عملية TALEN ضمن نطاق 6 أزواج من القواعد حول أي نيوكليوتيد مفرد في الجينوم بأكمله. [ 43 ]

تُستخدم تركيبات TALEN بطريقة مشابهة للنيوكليازات ذات الأصابع الزنكية المصممة، ولها ثلاث مزايا في الطفرات المستهدفة: (1) خصوصية ربط الحمض النووي أعلى، (2) التأثيرات خارج الهدف أقل، و(3) بناء نطاقات ربط الحمض النووي أسهل.

كريسبر

تُعدّ تقنية كريسبر (CRISPR ) عناصر وراثية تستخدمها البكتيريا كنوع من المناعة المكتسبة للحماية من الفيروسات. تتكون هذه التقنية من تسلسلات قصيرة مُشتقة من الجينومات الفيروسية، وقد دُمجت في الجينوم البكتيري. تقوم بروتينات كاس (Cas) المرتبطة بتقنية كريسبر بمعالجة هذه التسلسلات وقطع تسلسلات الحمض النووي الفيروسي المطابقة لها. من خلال إدخال بلازميدات تحتوي على جينات كاس وتقنية كريسبر مُصممة خصيصًا إلى الخلايا حقيقية النواة ، يُمكن قطع الجينوم حقيقي النواة في أي موضع مطلوب. [ 44 ]

عمليات إدخال جينومية كبيرة

كانت التعديلات الأكبر حجماً في السابق غير فعالة وعرضة للأخطاء، لكن التطورات الحديثة تسمح بإجراء تعديلات أكبر حجماً بشكل موثوق إلى حد كبير. على سبيل المثال، سمحت استراتيجية الحمض النووي الريبوزي الموجه الرباعي (QuadPE) للباحثين بإدخال أجزاء كبيرة من الحمض النووي بشكل مستقر في الخلايا البشرية، يتراوح حجمها من 1.6 إلى 26 كيلوبايت، بكفاءة تبلغ حوالي 40%. [ 45 ]

تحرير القاعدة

يُعدّ تحرير القواعد أحد أقدم وأكثر طرق تحرير الجينوم فعالية. ورغم أنه مناسب فقط للتحرير الدقيق لقواعد النيوكليوتيدات المفردة ، إلا أنه أكثر موثوقية من إدخال أو إزالة تسلسلات النيوكليوتيدات، إذ لا يتطلب كسر وإعادة تركيب خيوط الحمض النووي الجينومي. وبالتالي، يتجنب عمليات الإدخال والحذف العشوائية المرتبطة بهذه الإجراءات. [ 4 ] [ 5 ] ويعتمد على إنزيمات تعديل القواعد النيتروجينية الموجهة بتسلسلات توجيهية من الأحماض النووية. وقد وُصف لأول مرة في التسعينيات، ولكنه شهد انتعاشًا ملحوظًا في الآونة الأخيرة. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 4 ]

أركوت

تقنية ARCUT هي اختصار لـ "قاطع الحمض النووي الاصطناعي"، وهي تقنية طورها ماكوتو كومياما. تستخدم هذه الطريقة حمض نووي ببتيدي شبه مكمل (pcPNA) لتحديد موقع القطع داخل الكروموسوم. بمجرد أن يحدد pcPNA الموقع، يتم إجراء عملية الاستئصال باستخدام السيريوم (CE) و EDTA (مزيج كيميائي)، مما يؤدي وظيفة الربط. [ 46 ]

دقة وكفاءة النيوكليازات المُهندسة

تُعدّ طريقة الميغانوكلياز لتحرير الجينات الأقل كفاءةً من بين الطرق المذكورة أعلاه. فبسبب طبيعة عنصر ربط الحمض النووي وعنصر القطع، تقتصر هذه الطريقة على التعرّف على هدف محتمل واحد لكل 1000 نيوكليوتيد. [ 15 ] وقد طُوّرت تقنية ZFN للتغلب على قيود الميغانوكلياز، حيث زاد عدد الأهداف المحتملة التي يمكن لتقنية ZFN التعرّف عليها إلى هدف واحد لكل 140 نيوكليوتيد. [ 15 ] ومع ذلك، تتسم كلتا الطريقتين بعدم القدرة على التنبؤ بنتائجهما نظرًا لتأثير عناصر ربط الحمض النووي فيهما على بعضها البعض. ونتيجةً لذلك، تتطلبان مستويات عالية من الخبرة وعمليات تحقق مطولة ومكلفة.

تُعدّ نوكليازات TALE الطريقة الأكثر دقةً وتخصصًا، إذ تُحقق كفاءةً أعلى من الطريقتين السابقتين. ويعود ذلك إلى أن عنصر ربط الحمض النووي يتكون من مجموعة من وحدات TALE الفرعية، لكل منها القدرة على التعرّف على سلسلة نيوكليوتيدات محددة من الحمض النووي بشكل مستقل عن غيرها، مما ينتج عنه عدد أكبر من المواقع المستهدفة بدقة عالية. يستغرق تطوير نوكليازات TALE الجديدة حوالي أسبوع واحد، ويكلف بضع مئات من الدولارات، ويتطلب ذلك خبرةً متخصصةً في البيولوجيا الجزيئية وهندسة البروتين. [ 15 ]

تتميز نوكليازات CRISPR بدقة أقل قليلاً مقارنةً بنيوكليازات TALE. ويعود ذلك إلى ضرورة وجود نيوكليوتيد محدد في أحد طرفي الحمض النووي لإنتاج الحمض النووي الريبوزي الدليل (gRNA) الذي تستخدمه CRISPR لإصلاح الكسر المزدوج الذي تُحدثه. وقد ثبت أنها الطريقة الأسرع والأقل تكلفة، إذ لا تتجاوز تكلفتها مئتي دولار أمريكي وتستغرق بضعة أيام فقط. [ 15 ] كما تتطلب CRISPR أقل قدر من الخبرة في البيولوجيا الجزيئية، لأن تصميمها يكمن في الحمض النووي الريبوزي الدليل (gRNA) بدلاً من البروتينات. ومن أهم مزايا CRISPR على طريقتي ZFN وTALEN إمكانية توجيهها لاستهداف تسلسلات DNA مختلفة باستخدام جزيئات الحمض النووي الريبوزي الدليل (sgRNA) الخاصة بها والتي يبلغ طولها حوالي 80 نيوكليوتيد، بينما تتطلب كلتا الطريقتين ZFN وTALEN بناء واختبار البروتينات المُصممة لاستهداف كل تسلسل DNA على حدة. [ 47 ]

نظرًا لأن النشاط غير المستهدف للنيوكلياز النشط قد يُؤدي إلى عواقب وخيمة على المستويين الجيني والعضوي، فقد شكّلت دقة النيوكليازات الضخمة، وZFNs، وCRISPR، والاندماجات القائمة على TALEN مجالًا بحثيًا نشطًا. وبينما تباينت النتائج المُبلغ عنها، تميل ZFNs إلى أن تكون أكثر سمية للخلايا من طرق TALEN أو النيوكليازات الموجهة بالحمض النووي الريبي، في حين تميل طرق TALEN والطرق الموجهة بالحمض النووي الريبي إلى أن تكون الأكثر كفاءة والأقل آثارًا جانبية. [ 48 ] واستنادًا إلى أقصى مسافة نظرية بين ارتباط الحمض النووي ونشاط النيوكلياز، تُحقق طرق TALEN أعلى دقة. [ 15 ]

الهندسة الجينومية الآلية المتعددة (MAGE)

يتم إدخال الحمض النووي الاصطناعي بشكل متكرر في مناطق مستهدفة متعددة من الكروموسوم و/أو المواقع ثم يتم تكراره مما ينتج عنه خلايا مع/بدون طفرات.

كانت الطرق المتبعة لدراسة التنوع الجيني وجميع الأنماط الظاهرية المرتبطة به بطيئة ومكلفة وغير فعالة. قبل هذه الثورة الجديدة، كان على الباحثين إجراء تعديلات على جين واحد، وتعديل الجينوم جزءًا صغيرًا تلو الآخر، ومراقبة النمط الظاهري، ثم إعادة العملية بتعديل جين واحد مختلف. [ 49 ] لذلك، صمم باحثون في معهد وايس بجامعة هارفارد تقنية MAGE، وهي تقنية متطورة تُحسّن عملية تحرير الجينوم داخل الكائن الحي. تتيح هذه التقنية إجراء تعديلات سريعة وفعالة على الجينوم، كل ذلك في جهاز صغير الحجم بما يكفي لوضعه على طاولة مطبخ صغيرة. تتحد هذه الطفرات مع التباين الذي يحدث بشكل طبيعي أثناء انقسام الخلايا، مما يُنتج مليارات الطفرات الخلوية.

يتم إدخال الحمض النووي أحادي السلسلة الاصطناعي (ssDNA) ومجموعة من النيوكليوتيدات، بعد دمجهما كيميائيًا، إلى مناطق محددة في الخلية، مما يُحدث تعديلات جينية. تتضمن هذه العملية الدورية تحويل الحمض النووي أحادي السلسلة (عن طريق التثقيب الكهربائي ) متبوعًا بنمو الخلايا، حيث تعمل بروتينات إعادة التركيب المتماثل للبكتيريا على ربط الحمض النووي أحادي السلسلة بأهدافه الجينومية. تُفحص التجارب التي تستهدف علامات ظاهرية محددة وتُحدد من خلال زرع الخلايا على أوساط مختلفة. تستغرق كل دورة ساعتين ونصف، بالإضافة إلى وقت إضافي لتنمية مزارع متماثلة جينيًا وتوصيف الطفرات. من خلال الإدخال المتكرر لمكتبات من الحمض النووي أحادي السلسلة المُطفر الذي يستهدف مواقع متعددة، يُمكن لتقنية MAGE توليد تنوع جيني تركيبي في مجموعة من الخلايا. يُمكن إجراء ما يصل إلى 50 تعديلًا جينوميًا، بدءًا من أزواج قواعد النيوكليوتيدات المفردة وصولًا إلى الجينوم الكامل أو شبكات الجينات، في وقت واحد، وتظهر النتائج في غضون أيام. [ 49 ]

يمكن تقسيم تجارب MAGE إلى ثلاث فئات، تتميز بدرجات متفاوتة من الحجم والتعقيد: (1) مواقع مستهدفة متعددة، طفرات جينية مفردة؛ (2) موقع مستهدف واحد، طفرات جينية متعددة؛ و(3) مواقع مستهدفة متعددة، طفرات جينية متعددة. [ 49 ] ومن الأمثلة على الفئة الثالثة ما حدث عام 2009، حيث تمكن تشيرش وزملاؤه من برمجة بكتيريا الإشريكية القولونية لإنتاج خمسة أضعاف الكمية الطبيعية من الليكوبين، وهو مضاد للأكسدة يوجد عادةً في بذور الطماطم ويرتبط بخصائص مضادة للسرطان. وقد طبقوا تقنية MAGE لتحسين مسار الأيض لـ 1-ديوكسي- د- زيلولوز 5-فوسفات (DXP) في الإشريكية القولونية لإنتاج كميات زائدة من الليكوبين الإيزوبرينويدي. استغرق الأمر منهم حوالي ثلاثة أيام وتكلفة مواد تزيد قليلاً عن 1000 دولار. إن سهولة وسرعة وكفاءة التكلفة التي يمكن أن تؤدي بها تقنية MAGE إلى تغيير الجينومات يمكن أن تغير الطريقة التي تتعامل بها الصناعات مع تصنيع وإنتاج المركبات المهمة في مجالات الهندسة الحيوية، والطاقة الحيوية، والهندسة الطبية الحيوية، وعلم الأحياء التركيبي، والصناعات الدوائية والزراعية والكيميائية.

التطبيقات

تم استهداف جينات النباتات والحيوانات والبشر بنجاح باستخدام تقنية ZFN، مما يدل على عمومية هذا النهج.

بحلول عام 2012، تم تطوير تقنيات تحرير الجينوم الفعّالة لمجموعة واسعة من الأنظمة التجريبية، بدءًا من النباتات وصولًا إلى الحيوانات، وغالبًا ما تتجاوز هذه التقنيات نطاق الاهتمام السريري، وأصبحت استراتيجية تجريبية قياسية في مختبرات الأبحاث. [ 50 ] يشهد الجيل الأخير من الطفرات المُعدّلة بواسطة إنزيمات الزنك فينجر نوكلياز (ZFN) في الفئران، وسمك الزيبرا ، والذرة، والتبغ ، والتحسينات التي طرأت على الأساليب القائمة على إنزيمات تالين (TALEN)، على أهمية هذه الطرق، وتتوسع القائمة بسرعة. من المرجح أن يُسهم تحرير الجينوم باستخدام النيوكليازات المُهندسة في العديد من مجالات علوم الحياة، بدءًا من دراسة وظائف الجينات في النباتات والحيوانات وصولًا إلى العلاج الجيني للبشر. على سبيل المثال، من المرجح أن يستفيد مجال البيولوجيا التركيبية ، الذي يهدف إلى هندسة الخلايا والكائنات الحية لأداء وظائف جديدة، من قدرة النيوكليازات المُهندسة على إضافة أو إزالة العناصر الجينومية، وبالتالي إنشاء أنظمة معقدة. [ 50 ] بالإضافة إلى ذلك، يمكن دراسة وظائف الجينات باستخدام الخلايا الجذعية مع النيوكليازات المُهندسة.

فيما يلي بعض المهام المحددة التي يمكن لهذه الطريقة القيام بها:

تعديل الجينات المستهدفة في الحيوانات

يُتيح الجمع بين الاكتشافات الحديثة في الهندسة الوراثية، ولا سيما تحرير الجينات، والتحسينات الأخيرة في تقنيات التكاثر البقري (مثل زراعة الأجنة في المختبر )، تحرير الجينوم مباشرةً في البويضات المخصبة باستخدام إنزيمات نووية داخلية اصطناعية عالية التخصص. تُعد إنزيمات CRISPR/Cas9، وهي إنزيمات نووية داخلية موجهة بالحمض النووي الريبوزي، أداةً جديدةً تُوسّع نطاق الطرق المتاحة . وعلى وجه الخصوص، تُتيح إنزيمات CRISPR/Cas9 المُهندسة استخدامَ العديد من جزيئات الحمض النووي الريبوزي الدليلية لإجراء عمليات حذف الجينات (KO) في خطوة واحدة عن طريق الحقن المباشر في السيتوبلازم (CDI) على زيجوتات الثدييات. [ 51 ]

علاوة على ذلك، يمكن تطبيق تقنية تعديل الجينات على أنواع معينة من الأسماك في الاستزراع المائي، مثل سمك السلمون الأطلسي. لا تزال هذه التقنية تجريبية في الأسماك، لكن إمكانياتها تشمل تحسين النمو، ومقاومة الأمراض، والعقم، والتحكم في التكاثر، واللون. ويمكن أن يُسهم اختيار هذه الصفات في توفير بيئة أكثر استدامة وتحسين رفاهية الأسماك. [ 52 ]

سمك السلمون أكوا أدفانتج هو سمك سلمون أطلسي معدل وراثيًا طورته شركة أكواباونتي تكنولوجيز . تم استبدال جين تنظيم هرمون النمو في سمك السلمون الأطلسي بجين تنظيم هرمون النمو من سمك سلمون شينوك في المحيط الهادئ وتسلسل محفز من سمك القد المحيطي [ 53 ].

بفضل التطور المتوازي لعلم النسخ أحادي الخلية ، وتحرير الجينوم، ونماذج الخلايا الجذعية الجديدة، ندخل الآن مرحلة علمية مثيرة، حيث لم يعد علم الوراثة الوظيفي مقتصراً على النماذج الحيوانية، بل أصبح بالإمكان تطبيقه مباشرةً على عينات بشرية. وقد ساهم تحليل التعبير الجيني أحادي الخلية في رسم خريطة جينية شاملة لتطور الإنسان، والتي يتم من خلالها تحديد الجينات المرشحة الرئيسية للدراسات الوظيفية. وباستخدام بيانات علم النسخ الشاملة لتوجيه التجارب، أتاحت أداة تحرير الجينوم القائمة على تقنية كريسبر إمكانية تعطيل أو إزالة جينات رئيسية بهدف توضيح وظائفها في الإنسان. [ 54 ]

تعديل الجينات المستهدفة في النباتات

نظرة عامة على سير عمل GEEN وإمكانيات التحرير

يُوفر تحرير الجينوم باستخدام إنزيمات ميغانوكلياز [ 55 ] ، وإنزيمات الزنك فينجر نوكلياز (ZFNs)، وإنزيمات تالين (TALEN) استراتيجية جديدة للتلاعب الجيني في النباتات، ومن المرجح أن يُسهم في هندسة الصفات النباتية المرغوبة عن طريق تعديل الجينات الداخلية. على سبيل المثال، يُمكن استخدام إضافة الجينات في مواقع محددة في أنواع المحاصيل الرئيسية لـ"تكديس الصفات"، حيث يتم ربط العديد من الصفات المرغوبة فيزيائيًا لضمان انفصالها المشترك أثناء عمليات التربية. [ 39 ] وقد أُبلغ مؤخرًا عن تقدم في مثل هذه الحالات في نبات رشاد أذن الفأر (Arabidopsis thaliana) [ 56 ] [ 57 ] [ 58 ] ونبات الذرة (Zea mays) . في نبات رشاد أذن الفأر، وباستخدام استهداف الجينات بمساعدة إنزيمات الزنك فينجر نوكلياز ، تم إدخال جينين مقاومين لمبيدات الأعشاب (إنزيم أسيتولاكتات سينثاز التبغ SuRA وSuRB) إلى مواقع SuR، حيث بلغت نسبة الخلايا المُحولة الحاملة للطفرات 2%. [ 56 ] في الذرة الصفراء (Zea mays )، تم تعطيل الموضع المستهدف عن طريق إحداث كسور في الحمض النووي المزدوجة (DSBs) بواسطة إنزيم الزنك فينجر نوكلياز (ZFN) وما ينتج عنها من إصلاح غير متجانس للنهايات (NHEJ). كما استُخدم إنزيم الزنك فينجر نوكلياز (ZFN) لإدخال كاسيت التعبير الجيني لمقاومة مبيدات الأعشاب (PAT) في الموضع الداخلي المستهدف IPK1 في هذه الحالة. [ 59 ] وقد ثبت أن هذا التعديل الجيني الذي لوحظ في النباتات المُجددة قابل للتوريث، حيث انتقل إلى الجيل التالي. [ 59 ] ومن الأمثلة الناجحة المحتملة لتطبيق تقنيات تحرير الجينوم في تحسين المحاصيل، الموز، حيث استخدم العلماء تقنية التحرير CRISPR/Cas9 لتعطيل فيروس خط الموز الداخلي في الجينوم B للموز ( Musa spp. ) للتغلب على تحدٍ كبير في تربية الموز. [ 60 ]

بالإضافة إلى ذلك، خضعت هندسة الجينوم القائمة على تقنية TALEN لاختبارات مكثفة وتم تحسينها لاستخدامها في النباتات. [ 61 ] كما استخدمت شركة Calyxt الأمريكية المتخصصة في مكونات الأغذية تقنية TALEN المدمجة [ 62 ] لتحسين جودة منتجات زيت فول الصويا [ 63 ] ولزيادة قدرة البطاطس على التخزين [ 64 ].

يتطلب تحسين تحرير الجينومات النباتية باستخدام تقنية الاستهداف بوساطة إنزيمات الزنك فينجر نوكلياز (ZFN) إجراء العديد من التحسينات. [ 65 ] وتشمل هذه التحسينات تصميمًا موثوقًا به واختبارًا لاحقًا للإنزيمات النووية، والتأكد من خلوها من السمية، واختيار النسيج النباتي المناسب للاستهداف، وطرق تحفيز نشاط الإنزيم، وتجنب الطفرات غير المستهدفة ، والكشف الموثوق عن حالات الطفرات. [ 65 ]

تُعدّ التحويلات الجينية القائمة على بكتيريا الأغروبكتيريوم إحدى الطرق الشائعة لإيصال تقنية CRISPR/Cas9 إلى النباتات . [ 66 ] يُدخل الحمض النووي T-DNA مباشرةً إلى جينوم النبات عبر آلية الإفراز من النوع الرابع (T4SS). تُحوّل كاسيتات التعبير الجيني القائمة على Cas9 وgRNA إلى بلازميدات Ti ، والتي تُحوّل بدورها إلى بكتيريا الأغروبكتيريوم لاستخدامها في النباتات. [ 66 ] ولتحسين إيصال Cas9 إلى النباتات الحية، تُستخدم الفيروسات كوسيلة أكثر فعالية لإيصال الجينات المُعدّلة وراثيًا. [ 66 ]

بحث

العلاج الجيني

تُعدّ الممارسة المثلى للعلاج الجيني هي استبدال الجين المعيب بأليل سليم في موقعه الطبيعي. وهذا أفضل من استخدام الجينات المنقولة بواسطة الفيروسات، إذ لا حاجة لتضمين التسلسلات الترميزية والتنظيمية الكاملة عندما يكون التعديل المطلوب لجزء صغير فقط من الجين، كما هو الحال غالبًا. [ 67 ] [ 68 ] كما أن التعبير عن الجينات المستبدلة جزئيًا يتوافق بشكل أكبر مع بيولوجيا الخلية الطبيعية مقارنةً بالجينات الكاملة التي تحملها النواقل الفيروسية.

استُخدمت تقنية تحرير الجينوم القائمة على تقنية TALEN لأول مرة في علاج سرطان الدم الليمفاوي الحاد من نوع CD19+ لدى طفل يبلغ من العمر 11 شهرًا في عام 2015. وتم تعديل الخلايا التائية المانحة لتهاجم خلايا سرطان الدم، ولتكون مقاومة لعقار أليمتوزوماب ، ولتتجنب اكتشافها من قبل الجهاز المناعي للمضيف بعد إدخالها. [ 69 ] [ 70 ]

أُجريت أبحاث مكثفة على الخلايا والحيوانات باستخدام تقنية كريسبر-كاس9 في محاولة لتصحيح الطفرات الجينية التي تسبب أمراضًا وراثية مثل متلازمة داون، والسنسنة المشقوقة، وانعدام الدماغ، ومتلازمتي تيرنر وكلاينفلتر. [ 71 ]

في فبراير 2019، أعلن علماء طبيون يعملون مع شركة سانغامو ثيرابيوتكس ، ومقرها ريتشموند، كاليفورنيا ، عن أول علاج لتعديل الجينات داخل الجسم البشري لتغيير الحمض النووي بشكل دائم - لدى مريض مصاب بمتلازمة هنتر . [ 72 ] ولا تزال التجارب السريرية التي تجريها سانغامو لتعديل الجينات باستخدام نوكلياز إصبع الزنك (ZFN) جارية. [ 73 ]

القضاء على الأمراض

استخدم الباحثون تقنية كريسبر-كاس9 لتعديل الجينات المرتبطة بالعقم في بعوضة الأنوفيلة الغامبية ، الناقلة لمرض الملاريا . [ 74 ] لهذه التقنية آثارٌ أخرى في القضاء على أمراض أخرى تنتقل عن طريق النواقل، مثل الحمى الصفراء وحمى الضنك وفيروس زيكا. [ 75 ]

يمكن برمجة نظام CRISPR-Cas9 لتعديل أعداد أي نوع من البكتيريا عن طريق استهداف الأنماط الجينية السريرية أو العزلات الوبائية. ويمكنه تمكين أنواع البكتيريا المفيدة بشكل انتقائي على حساب الأنواع الضارة عن طريق القضاء على مسببات الأمراض، مما يمنحه ميزة على المضادات الحيوية واسعة الطيف. [ 49 ]

تُجرى حاليًا أبحاث على تطبيقات مضادة للفيروسات لعلاج الفيروسات البشرية مثل فيروس نقص المناعة البشرية (HIV) وفيروس الهربس وفيروس التهاب الكبد ب. يمكن استخدام تقنية كريسبر (CRISPR) لاستهداف الفيروس أو الخلية المضيفة لتعطيل الجينات التي تُشفّر بروتينات مستقبلات سطح الخلية الفيروسية. [ 47 ] في نوفمبر 2018، أعلن هي جيانكوي أنه قام بتعديل جينوم جنينين بشريين في محاولة لتعطيل جين CCR5 ، الذي يُشفّر مستقبلًا يستخدمه فيروس نقص المناعة البشرية لدخول الخلايا. وذكر أن التوأمتين، لولو ونانا ، وُلدتا قبل أسابيع قليلة. وأضاف أن الفتاتين لا تزالان تحملان نسخًا وظيفية من جين CCR5 بالإضافة إلى نسخ معطلة منه ( فسيفساء جينية )، وأنهما لا تزالان عرضة للإصابة بفيروس نقص المناعة البشرية. وقد لاقى هذا العمل إدانة واسعة النطاق ووُصف بأنه غير أخلاقي وخطير وسابق لأوانه. [ 76 ]

في يناير 2019، أعلن علماء في الصين عن استنساخ خمسة قرود متطابقة معدلة جينيًا، باستخدام نفس تقنية الاستنساخ التي استُخدمت مع تشونغ تشونغ وهوا هوا - أول قردين مستنسخين على الإطلاق - والنعجة دوللي ، ونفس تقنية كريسبر - كاس9 لتعديل الجينات التي يُزعم أن هي جيانكوي استخدمها في استنساخ أول طفلتين بشريتين معدلتين جينيًا، لولو ونانا . وقد أُجريت عمليات الاستنساخ هذه لدراسة العديد من الأمراض. [ 77 ] [ 78 ]

الآفاق والقيود

في المستقبل، يجب أن يكون تحسين سلامة ودقة عمل النيوكليازات هدفًا رئيسيًا لأبحاث تحرير الجينوم باستخدام النيوكليازات المُهندسة. [ 79 ] فعلى سبيل المثال، يُمكن لتحسين القدرة على كشف التأثيرات الجانبية أن يُعزز قدرتنا على معرفة طرق منعها. إضافةً إلى ذلك، نادرًا ما تكون أصابع الزنك المستخدمة في نيوكليازات أصابع الزنك (ZFNs) دقيقة تمامًا، وقد يُسبب بعضها تفاعلًا سامًا. مع ذلك، أُفيد بأن التعديلات التي أُجريت على نطاق الانقسام في ZFN تُقلل من هذه السمية. [ 68 ]

بالإضافة إلى ذلك، أظهرت أبحاث دانا كارول حول تعديل الجينوم باستخدام النيوكليازات المُهندسة الحاجة إلى فهم أفضل لآلية إعادة التركيب والإصلاح الأساسية للحمض النووي. وفي المستقبل، قد تتمثل إحدى الطرق الممكنة لتحديد الأهداف الثانوية في التقاط النهايات المكسورة من الخلايا التي تُعبر عن نيوكليازات الزنك فينجر (ZFNs) وتسلسل الحمض النووي المحيط بها باستخدام تقنية التسلسل عالي الإنتاجية. [ 68 ]

نظراً لسهولة استخدام تقنية كريسبر وانخفاض تكلفتها، تُجرى حالياً أبحاث مكثفة عليها. وقد تجاوز عدد المنشورات المنشورة حول كريسبر عدد المنشورات المنشورة حول تقنيتي ZFN وTALEN، على الرغم من حداثة اكتشاف كريسبر. [ 47 ] وتُفضّل كلتا التقنيتين، كريسبر وTALEN، للتطبيق في عمليات الإنتاج واسعة النطاق نظراً لدقتهما وكفاءتهما.

يحدث تعديل الجينوم أيضاً كعملية طبيعية دون هندسة وراثية اصطناعية. والعوامل القادرة على تعديل الشفرات الوراثية هي الفيروسات أو عوامل الحمض النووي الريبي شبه الفيروسية.

على الرغم من أن الحمض النووي يتمتع بكفاءة أعلى من العديد من الطرق الأخرى في علم الوراثة العكسي، إلا أنه لا يزال غير فعال للغاية؛ ففي كثير من الحالات، لا يحصل أقل من نصف المجموعات السكانية المعالجة على التغييرات المطلوبة. [ 56 ] على سبيل المثال، عند التخطيط لاستخدام آلية إصلاح الحمض النووي غير المتجانس (NHEJ) في الخلية لإحداث طفرة، ستعمل أنظمة إصلاح الحمض النووي المتجانس (HDR) في الخلية أيضًا على تصحيح انقطاع الحمض النووي المزدوج (DSB) بمعدلات طفرية أقل.

لطالما كانت الفئران الخيار الأكثر شيوعًا للباحثين كنموذج لدراسة الأمراض. يمكن لتقنية كريسبر أن تساعد في سد الفجوة بين هذا النموذج والتجارب السريرية البشرية من خلال إنشاء نماذج معدلة وراثيًا للأمراض في حيوانات أكبر حجمًا مثل الخنازير والكلاب والرئيسيات غير البشرية. [ 80 ] [ 81 ] باستخدام نظام كريسبر-كاس9، يمكن إدخال بروتين كاس9 المبرمج و sgRNA مباشرةً في البويضات المخصبة لتحقيق التعديلات الجينية المطلوبة عند إنشاء نماذج معدلة وراثيًا في القوارض. يسمح هذا بتجاوز مرحلة استهداف الخلايا المعتادة في إنتاج السلالات المعدلة وراثيًا، وبالتالي، يقلل وقت الإنتاج بنسبة 90%. [ 81 ]

من بين الإمكانيات التي توفرها تقنية كريسبر بفضل فعاليتها، تطبيقها في مجال زراعة الأعضاء من الحيوانات إلى الإنسان. في التجارب البحثية السابقة، أثبتت كريسبر قدرتها على استهداف الفيروسات القهقرية الداخلية والقضاء عليها، مما يقلل من خطر انتقال الأمراض ويضعف الحواجز المناعية. [ 47 ] إن القضاء على هذه المشكلات يُحسّن وظائف الأعضاء المتبرع بها، مما يجعل هذا التطبيق أقرب إلى الواقع.

في النباتات، يُنظر إلى تعديل الجينوم كحلٍّ قابل للتطبيق للحفاظ على التنوع البيولوجي. وتُعدّ تقنية تحوير الجينات أداةً محتملةً لتغيير معدل تكاثر الأنواع الغازية ، على الرغم من وجود مخاطر كبيرة مصاحبة لها. [ 82 ]

تحسين القدرات البشرية

يرى العديد من أنصار ما بعد الإنسانية أن تعديل الجينوم أداة محتملة لتحسين القدرات البشرية . [ 83 ] [ 84 ] [ 85 ] ويشير عالم الأحياء الأسترالي وأستاذ علم الوراثة ديفيد أندرو سنكلير إلى أن "التقنيات الجديدة لتعديل الجينوم ستتيح استخدامها على الأفراد (...) لإنجاب أطفال أكثر صحة" - أطفال مُصممون وراثيًا . [ 86 ] ووفقًا لتقرير صادر عن مجلس نوفيلد لأخلاقيات البيولوجيا في سبتمبر 2016، قد يكون من الممكن في المستقبل تحسين قدرات البشر بجينات من كائنات حية أخرى أو جينات اصطناعية بالكامل، على سبيل المثال لتحسين الرؤية الليلية وحاسة الشم . [ 87 ] [ 88 ] وقد جمع جورج تشيرش قائمة بالتعديلات الجينية المحتملة لصفات قد تكون مفيدة، مثل تقليل الحاجة إلى النوم ، والتغيرات المتعلقة بالإدراك التي تحمي من مرض الزهايمر، ومقاومة الأمراض، وتعزيز القدرات التعليمية ، إلى جانب بعض الدراسات المرتبطة بها والآثار السلبية المحتملة. [ 89 ] [ 90 ] 

أصدرت الأكاديمية الوطنية الأمريكية للعلوم والأكاديمية الوطنية الأمريكية للطب تقريرًا في فبراير 2017 يُبدي دعمًا مشروطًا لتعديل الجينوم البشري. [ 91 ] وأوصتا بإمكانية السماح بإجراء التجارب السريرية لتعديل الجينوم مستقبلًا بعد التوصل إلى حلول لمشاكل السلامة والفعالية، "ولكن فقط في الحالات الخطيرة وتحت إشراف صارم". [ 92 ]

المخاطر

في بيان تقييم التهديدات العالمية لعام 2016 الصادر عن مجتمع الاستخبارات الأمريكية، وصف مدير الاستخبارات الوطنية الأمريكية، جيمس آر. كلابر ، تعديل الجينوم بأنه سلاح محتمل للدمار الشامل ، مشيرًا إلى أن تعديل الجينوم الذي تُجريه دول ذات معايير تنظيمية أو أخلاقية "تختلف عن الدول الغربية" يزيد على الأرجح من خطر إنتاج عوامل أو منتجات بيولوجية ضارة. ووفقًا للبيان، فإن الانتشار الواسع لهذه التقنية، وانخفاض تكلفتها، وسرعة تطورها، وإساءة استخدامها، سواءً عن قصد أو عن غير قصد، قد يؤدي إلى تداعيات اقتصادية وأمنية وطنية بعيدة المدى. [ 93 ] [ 94 ] [ 95 ] فعلى سبيل المثال، يمكن استخدام تقنيات مثل كريسبر لصنع "بعوض قاتل"، أو التسبب في أوبئة تقضي على المحاصيل الأساسية، أو إنتاج فيروسات شديدة الفتك. [ 95 ]

بحسب تقرير صادر عن مجلس نوفيلد لأخلاقيات البيولوجيا في سبتمبر/أيلول 2016 ، فإن سهولة استخدام أدوات تعديل الشفرة الوراثية وانخفاض تكلفتها سيُمكّنان الهواة - أو ما يُعرف بـ" مُخترقي البيولوجيا " - من إجراء تجاربهم الخاصة، مما يُشكل خطرًا مُحتملًا من إطلاق جينات مُعدّلة وراثيًا. كما وجد التقرير أن مخاطر وفوائد تعديل جينوم الإنسان - وانتقال هذه التغييرات إلى الأجيال القادمة - مُعقدة للغاية لدرجة أنها تستدعي دراسة أخلاقية عاجلة. قد تُؤدي هذه التعديلات إلى عواقب غير مقصودة قد تُلحق الضرر ليس فقط بالطفل، بل أيضًا بأبنائه في المستقبل، حيث سيكون الجين المُعدّل موجودًا في حيواناتهم المنوية أو بويضاتهم. [ 87 ] [ 88 ] في عام 2001، تعرض الباحثان الأستراليان رونالد جاكسون وإيان رامشو لانتقادات لنشرهما ورقة بحثية في مجلة علم الفيروسات ، استكشفت إمكانية مكافحة الفئران، وهي آفة رئيسية في أستراليا، عن طريق إصابتها بفيروس جدري الفئران المعدل وراثيًا الذي يُسبب العقم، إذ إن المعلومات الحساسة المُقدمة قد تُؤدي إلى تصنيع أسلحة بيولوجية من قِبل إرهابيين بيولوجيين محتملين ، قد يستخدمون هذه المعرفة لإنتاج سلالات مقاومة للقاحات من فيروسات جدري أخرى، مثل الجدري ، والتي قد تُصيب البشر. [ 88 ] [ 96 ] علاوة على ذلك، توجد مخاوف إضافية بشأن المخاطر البيئية لإطلاق محركات الجينات في التجمعات البرية. [ 88 ] [ 97 ] [ 98 ]    

جائزة نوبل

في عام 2007، مُنحت جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب لماريو كابيكي ومارتن إيفانز وأوليفر سميثيز "لاكتشافاتهم لمبادئ إدخال تعديلات جينية محددة في الفئران باستخدام الخلايا الجذعية الجنينية". [ 25 ]

في عام 2020، مُنحت جائزة نوبل في الكيمياء لإيمانويل شاربنتييه وجينيفر دودنا لـ "تطويرهما طريقة لتحرير الجينوم". [ 99 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. سوراب س (مارس 2021). "تعديل الجينوم: إحداث ثورة في تحسين المحاصيل". تقارير البيولوجيا الجزيئية النباتية . 39 (4): 752-772 . doi : 10.1007/s11105-021-01286-7 . S2CID 233713026 . 
  2. باك، راسموس أو.؛ ​​غوميز-أوسبينا، ناتاليا؛ بورتيوس، ماثيو هـ. (أغسطس 2018). "تحرير الجينات في الصدارة". اتجاهات في علم الوراثة . 34 (8): 600-611 . doi : 10.1016/j.tig.2018.05.004 . ISSN 0168-9525 . PMID 29908711. S2CID 49269023 .   
  3. تشانغ، جيان هوا؛ باندي، مريتونجاي؛ كاهلر، جون ف.؛ لوشاكوف، آنا؛ هاريس، بنجامين؛ داغور، براديب ك.؛ مو، ين يوان؛ سيموندز، ويليام ف. (10 نوفمبر 2014). "تحسين خصوصية وفعالية تقنية CRISPR/CAS9 و gRNA من خلال مُخبِر الحمض النووي المُستهدف" . مجلة التكنولوجيا الحيوية . 189 : 1-8 . doi : 10.1016/j.jbiotec.2014.08.033 . ISSN 1873-4863 . PMC 4252756. PMID 25193712 .   
  4. 1 2 3 4 كومور إيه سي، كيم واي بي، باكر إم إس، زوريس جيه إيه، ليو دي آر (مايو 2016). " تحرير قابل للبرمجة لقاعدة مستهدفة في الحمض النووي الجينومي دون قطع الحمض النووي المزدوج" . نيتشر . 533 (7603): 420-424 . Bibcode : 2016Natur.533..420K . doi : 10.1038/nature17946 . PMC 4873371. PMID 27096365 .  SharedIt
  5. 1 2 سيرفانتس-غراسيا ك، غرامالا-شميتز أ، فايشيدل ج، شهوان ر (2021). "تنسق بروتينات APOBECs التحرير الجينومي والإبيجينومي في الصحة والمرض" . تريندز جينيت . 37 (11): 1028-1043 . doi : 10.1016/j.tig.2021.07.003 . ISSN 0168-9525 . PMID 34353635. S2CID 236934922 .   
  6. 1 2 3 4 وولف، تي إم (أبريل 1998). "الإصلاح العلاجي لتسلسلات الأحماض النووية المتحولة" . مجلة نيتشر للتكنولوجيا الحيوية . 16 (4): 341-344 . doi : 10.1038/nbt0498-341 . PMID 9555723. S2CID 9210810 .  
  7. 1 2 وولف، تي إم، تشيس، جي إم، ستينشكومب، دي تي (أغسطس 1995). "نحو التحرير العلاجي لتسلسلات الحمض النووي الريبوزي المتحولة" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 92 (18): 8298-302 . Bibcode : 1995PNAS...92.8298W . doi : 10.1073/pnas.92.18.8298 . PMC 41144. PMID 7545300 .  
  8. 1 2 وولف تي إم، غورومورثي سي بي، بويس إف، كميك إي بي (أبريل 2017). "القطع أم عدم القطع: التحرير الجيني العلاجي مع وبدون النيوكليازات القابلة للبرمجة" . مراجعات الطبيعة. اكتشاف الأدوية . 16 (4): 296. doi : 10.1038/nrd.2017.42 . PMID 28303022 . 
  9. سيرانوسكي، ديفيد؛ ريردون، سارة (22 أبريل 2015). "علماء صينيون يُعدّلون وراثيًا أجنة بشرية" . مجلة نيتشر . doi : 10.1038/nature.2015.17378 . ISSN 1476-4687 . 
  10. 1 2 سيرانوسكي د (مايو 2019). " الصين تستعد لفرض تنظيم على تعديل الجينات في أعقاب ضجة مشروع كريسبر للأطفال" . مجلة نيتشر . doi : 10.1038/d41586-019-01580-1 . PMID 32424191. S2CID 182604140. تاريخ الاسترجاع: 20 مايو 2019 .  
  11. "طريقة العام 2011" . مجلة Nature Methods . 9 (1): 1. يناير 2012. doi : 10.1038/nmeth.1852 . PMID 22312634 . 
  12. إسفلت كيه إم، وانغ إتش إتش (2013). " الهندسة على نطاق الجينوم لأنظمة البيولوجيا والتركيبية" . بيولوجيا الأنظمة الجزيئية . 9 (1): 641. doi : 10.1038/msb.2012.66 . PMC 3564264. PMID 23340847 .  
  13. تان، دبليو إس، كارلسون، دي إف، والتون، إم دبليو، فارينكروغ، إس سي، هاكيت، بي بي (2012). "التحرير الدقيق لجينومات الحيوانات الكبيرة". التقدم في علم الوراثة . المجلد 80. الصفحات 37-97 . doi : 10.1016/B978-0-12-404742-6.00002-8 . ISBN   978-0-12-404742-6. PMC 3683964 . PMID 23084873 .  
  14. بوتشتا هـ، وفوسر ف (2013). "استهداف الجينات في النباتات: بعد 25 عامًا" . المجلة الدولية لعلم الأحياء التنموي . 57 ( 6-8 ): 629-37 . doi : 10.1387/ijdb.130194hp . PMID 24166445 . 
  15. 1 2 3 4 5 6 بوغليولي إي، ريتشارد إم. "إعادة كتابة كتاب الحياة: عصر جديد في تحرير الجينوم الدقيق" . مجموعة بوسطن الاستشارية. مؤرشف من الأصل (PDF) بتاريخ 29 نوفمبر 2018. تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 نوفمبر 2015 .
  16. فريق أخبار العلوم (17 ديسمبر 2015). "إنجاز العام: تقنية كريسبر تتأهل" .
  17. تشيرش جي (9 فبراير 2017). "مستقبل الشفرات الجينية وشفرات الدماغ" . يوتيوب . NIHvcast . تم الاطلاع عليه في 10 فبراير 2017 .
  18. تشيونغ كيه إتش، كوه جيه إم، جونز إم سي (يوليو 2019). " البجعات السوداء في تقنية كريسبر: العشوائية وتعقيد التنظيم الجيني". مقالات بيولوجية . 41 (7) e1900032. doi : 10.1002/bies.201900032 . PMID 31090950. S2CID 155086967 .  
  19. 1 2 3 ستوكستاد، إريك (26 مايو 2021). "المملكة المتحدة تستعد لتخفيف القواعد المتعلقة بالمحاصيل والحيوانات المعدلة جينيًا" . مجلة ساينس | الجمعية الأمريكية لتقدم العلوم . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 مايو 2021 .
  20. "تجربة أمريكية تُظهر تعديل جينومات 3 مرضى سرطان بأمان باستخدام تقنية كريسبر" . ساينس أليرت . 7 فبراير 2020. تاريخ الاطلاع: 9 فبراير 2020 .
  21. ألتاي-تران، هان؛ كانان، سوميا؛ ديميرسي أوغلو، ف. إسراء؛ أوشيرو، راشيل؛ نيتي، سوشيتا ب.؛ مكاي، لوك ج.؛ دلاكيتش، منصور؛ إنسكيب، ويليام ب.؛ ماكاروفا، كيرا س.؛ ماكراي، ريانون ك.؛ كونين، يوجين ف. (2021-10-01). "عائلة عناصر النقل IS200/IS605 واسعة الانتشار تشفر نوكليازات داخلية متنوعة قابلة للبرمجة وموجهة بالحمض النووي الريبي" . مجلة ساينس . 374 (6563): 57-65 . Bibcode : 2021Sci...374...57A . doi : 10.1126/science.abj6856 . ISSN 0036-8075 . PMC 8929163 . PMID 34591643 . S2CID 238237947 .    
  22. "اكتشاف بروتينات جديدة قابلة للبرمجة لتعديل الجينات خارج أنظمة كريسبر" . معهد برود . 9 سبتمبر 2021. تاريخ الاسترجاع: 4 أكتوبر 2021 .
  23. لوديش هـ، بيرك أ، زيبورسكي إس إل، ماتسودايرا ب، بالتيمور د، دارنيل ج (2000). "الفصل 8.5: استبدال الجينات والحيوانات المعدلة وراثيًا: يتم نقل الحمض النووي إلى الخلايا حقيقية النواة بطرق مختلفة" . علم الأحياء الخلوي الجزيئي (الطبعة الرابعة ). دبليو إتش فريمان وشركاه. ISBN  978-0-7167-3136-8.
  24. 1 2 Rocha-Martins M, Cavalheiro GR, Matos-Rodrigues GE, Martins RA (أغسطس 2015). "من استهداف الجينات إلى تحرير الجينوم: تطبيقات الحيوانات المعدلة وراثيا وما بعدها" . أنيس دا أكاديميا برازيليرا دي سينسياس . 87 (ملحق 2): 1323–48 . دوى : 10.1590/0001-3765201520140710 . بميد 26397828 . 
  25. 1 2 "جائزة نوبل في الطب أو علم وظائف الأعضاء لعام 2007" . مؤسسة نوبل . تم الاطلاع عليه في 15 ديسمبر 2008 .
  26. جاسين م (يونيو 1996). "التلاعب الجيني بالجينومات باستخدام إنزيمات نووية نادرة القطع" . اتجاهات في علم الوراثة . 12 (6): 224-228 . doi : 10.1016/0168-9525(96)10019-6 . PMID 8928227 . 
  27. ستودارد، ب. ل. (فبراير 2005). " بنية ووظيفة الإندونوكلياز الموجه". المراجعات الفصلية للفيزياء الحيوية . 38 (1): 49-95 . doi : 10.1017/s0033583505004063 . PMID 16336743. S2CID 27841011 .  
  28. 1 2 دي سوزا ن (يناير 2012). "البادئ: تحرير الجينوم باستخدام النيوكليازات المُهندسة" . نيتشر ميثودز . 9 (1): 27. doi : 10.1038/nmeth.1848 . PMID 22312638. S2CID 26924628 .  
  29. 1 2 3 سميث ج، غريزو س، أرنولد س، دوكليرت أ، إيبينات ج.س، تشاميس ب، وآخرون (2006). "نهج توافقي لإنشاء إنزيمات نووية داخلية اصطناعية موجهة تقطع تسلسلات مختارة" . أبحاث الأحماض النووية . 34 (22): e149. doi : 10.1093/nar/gkl720 . PMC 1702487. PMID 17130168 .   
  30. سيليغمان إل إم، تشيشولم كيه إم، شوفالييه بي إس، تشادسي إم إس، إدواردز إس تي، سافاج جيه ​​إتش، فييه إيه إل (سبتمبر 2002). "طفرات تُغير خصوصية القطع لإنزيم نوكلياز داخلي موجه" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 30 (17): 3870-3879 . doi : 10.1093 / nar/gkf495 . PMC 137417. PMID 12202772 .  
  31. شيڤالييه، بي إس، كورتيم، تي، تشادسي، إم إس، بيكر، دي، مونات، آر جيه، ستودارد، بي إل (أكتوبر 2002). "تصميم ونشاط وبنية إنزيم نووي داخلي اصطناعي عالي التخصص" . الخلية الجزيئية . 10 (4): 895-905 . doi : 10.1016/S1097-2765(02)00690-1 . PMID 12419232 . 
  32. أرنولد إس، تشاميس بي، بيريز سي، لاكروا إي، دوكليرت إيه، إيبينات جيه سي، وآخرون . (يناير 2006). "هندسة أعداد كبيرة من الإنزيمات النووية الداخلية عالية التخصص التي تحفز إعادة التركيب على أهداف الحمض النووي الجديدة". مجلة البيولوجيا الجزيئية . 355 (3): 443-58 . doi : 10.1016/j.jmb.2005.10.065 . PMID 16310802 .  
  33. إنزيمات نووية ضخمة مصممة بعقلانية ذات خصوصية تسلسلية متغيرة وقدرة ارتباط بالحمض النووي ، 18-10-2006 ، تم الاطلاع عليه بتاريخ 11-08-2018
  34. آشورث جيه، تايلور جي كيه، هافرانيك جيه جيه، كوادري إس إيه، ستودارد بي إل، بيكر دي (سبتمبر 2010). " إعادة برمجة حاسوبية لخصوصية الإندونوكلياز الموجه عند أزواج قواعد متجاورة متعددة" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 38 (16): 5601-5608 . doi : 10.1093/nar/gkq283 . PMC 2938204. PMID 20435674 .  
  35. Redondo P، Prieto J، Muñoz IG، Alibés A، Stricher F، Serrano L، et al. (نوفمبر 2008). “الأساس الجزيئي للتعرف على الحمض النووي لجفاف الجلد المصطبغ من المجموعة C بواسطة نوكليازات ضخمة هندسية”. طبيعة . 456 (7218): 107–11 . بيب كود : 2008Natur.456..107R . دوى : 10.1038 / طبيعة07343 . بميد 18987743 . S2CID 4300643 .   
  36. 1 2 بيكر م (يناير 2012). "النوكليازات المعدلة للجينات". نيتشر ميثودز . 9 (1): 23-26 . doi : 10.1038 / nmeth.1807 . PMID 22312637. S2CID 37050234 .  
  37. ريبار إي جيه، هوانغ واي، هيكي آر، ناث إيه كيه، ميولي دي، ناث إس، وآخرون . (ديسمبر 2002). "تحفيز تكوين الأوعية الدموية في نموذج فأر باستخدام عوامل نسخ مُهندسة". مجلة نيتشر الطبية . 8 (12): 1427-1432 . doi : 10.1038/nm1202-795 . PMID 12415262. S2CID 23318821 .   
  38. كيم واي جي، تشا جيه، تشاندراسيكاران إس (فبراير 1996). "إنزيمات التقييد الهجينة: اندماجات أصابع الزنك مع نطاق انقسام فوك 1" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 93 (3): 1156-1160 . Bibcode : 1996PNAS...93.1156K . doi : 10.1073/pnas.93.3.1156 . PMC 40048. PMID 8577732 .  
  39. 1 2 3 4 أورنوف إف دي، ريبار إي جيه، هولمز إم سي، تشانغ إتش إس، غريغوري بي دي (سبتمبر 2010). "تعديل الجينوم باستخدام نوكليازات أصابع الزنك المُهندسة". مراجعات الطبيعة. علم الوراثة . 11 (9): 636-46 . doi : 10.1038/nrg2842 . PMID 20717154. S2CID 205484701 .  
  40. ريك أ، وآخرون (2008). "تسمح نوكليازات أصابع الزنك التي تستهدف مستقبلات الجلوكوكورتيكويد للخلايا اللمفاوية التائية السامة للخلايا المعدلة وراثيًا لإنتاج زيتاكين IL-13 بقتل خلايا الورم الأرومي الدبقي في الجسم الحي في وجود الجلوكوكورتيكويدات المثبطة للمناعة" . العلاج الجزيئي 16 (ملحق 1): S13– S14. doi : 10.1016/S1525-0016(16)39437-0 . 
  41. هولت ن، وانغ ج، كيم ك، فريدمان ج، وانغ إكس، تاوبين ف، وآخرون . (أغسطس 2010). "الخلايا الجذعية/الخلايا السلفية المكونة للدم البشرية المعدلة بواسطة نوكليازات أصابع الزنك والموجهة إلى CCR5 تتحكم في فيروس نقص المناعة البشرية من النوع الأول في الجسم الحي" . مجلة نيتشر للتكنولوجيا الحيوية . 28 (8): 839-47 . doi : 10.1038/nbt.1663 . PMC 3080757. PMID 20601939 .   
  42. غاج تي، غيرسباخ سي إيه، بارباس سي إف (يوليو 2013). "طرق هندسة الجينوم القائمة على ZFN وTALEN وCRISPR/Cas" . اتجاهات في التكنولوجيا الحيوية . 31 (7): 397-405 . doi : 10.1016/j.tibtech.2013.04.004 . PMC 3694601. PMID 23664777 .  
  43. بيريز-كوينتيرو، أ. ل.، رودريغيز-ر، ل. م.، ديريبر، أ.، لوبيز، س.، كوبنيك، ر.، سوريك، ب.، كوناك، س. (15 يوليو 2013). "طريقة محسّنة للتنبؤ بمواقع ارتباط الحمض النووي لمؤثرات TAL تكشف عن تقارب وظيفي في مجموعات TAL لسلالات Xanthomonas oryzae" . PLOS ONE . 8 (7) e68464. Bibcode : 2013PLoSO...868464P . doi : 10.1371/journal.pone.0068464 . PMC 3711819. PMID 23869221 .  
  44. يونغ س (11 فبراير 2014). "جراحة الجينوم" . مجلة إم آي تي ​​للتكنولوجيا . مؤرشف من الأصل في 15 فبراير 2014. تم الاطلاع عليه في 2 نوفمبر 2017 .
  45. ^ شي يا جينغ. دينغ، زي يي؛ وو، يينغ؛ هو، تشو؛ تشانغ، يي تشو؛ تشانغ، يو لو؛ تشانغ، يو مينغ؛ هوانغ، شيانغ روي؛ يين، هاو؛ تشانغ ، ينغ (يونيو 2026). "يتيح pegRNA الرباعي إدخال الجينوم الكبير القابل للبرمجة والفعال" . طبيعة . 654 (8117): 272-281 . دوى : 10.1038 / s41586-026-10395-ث . ردمك 1476-4687 . 
  46. خان، سكندر حياة (2019-06-07). "تقنيات تعديل الجينوم: المفهوم، والمزايا، والعيوب لتقنيات تعديل الجينوم المختلفة، والاعتبارات الأخلاقية الحيوية للتطبيق السريري" . العلاج الجزيئي. الأحماض النووية . 16. دار النشر Elsevier BV: 326-334 . doi : 10.1016/j.omtn.2019.02.027 . ISSN 2162-2531 . PMC 6454098. PMID 30965277 .   
  47. ١ ٢ ٣ ٤ بارانجو ر، دودنا جيه إيه (سبتمبر ٢٠١٦). "تطبيقات تقنيات كريسبر في البحث العلمي وما وراءه". مجلة نيتشر للتكنولوجيا الحيوية . ٣٤ (٩): ٩٣٣-٩٤١ . doi : 10.1038/nbt.3659 . PMID 27606440. S2CID 21543486 .  
  48. كيم هـ، كيم جيه إس (مايو 2014). "دليل هندسة الجينوم باستخدام النيوكليازات القابلة للبرمجة". مجلة نيتشر ريفيوز. علم الوراثة . 15 (5): 321-334 . doi : 10.1038/nrg3686 . PMID 24690881. S2CID 9373606 .  
  49. 1 2 3 4 غالاغر آر آر، لي زد، لويس إيه أو، إسحاق إف جيه (أكتوبر 2014). "التحرير السريع وتطور الجينومات البكتيرية باستخدام مكتبات الحمض النووي الاصطناعي". بروتوكولات الطبيعة . 9 (10): 2301-16 . doi : 10.1038/nprot.2014.082 . PMID 25188632. S2CID 16447825 .  
  50. 1 2 ماكماهون ، إم. أ.، راهدار، إم.، بورتيوس، إم. (ديسمبر 2011). "تعديل الجينات: لم يعد مقتصراً على الترجمة فقط". مجلة نيتشر ميثودز . 9 (1): 28-31 . doi : 10.1038/nmeth.1811 . PMID 22205513. S2CID 2144013 .  
  51. داينو، ب. و.، راجبوت، س.، سميث، ج. و.، روس، ب. ج. (مايو 2018). " يُعدّ بروتين POU5F1 الجنيني ضروريًا لتكوين الكيسة الأريمية المتوسعة في الأبقار" . التقارير العلمية . 8 (1) 7753. رمز Bibcode : 2018NatSR...8.7753D . doi : 10.1038/s41598-018-25964-x . PMC 5958112. PMID 29773834 .  
  52. وارجليوس، آنا (2019). "تطبيق تعديل الجينوم في حيوانات المزارع المائية" . أبحاث الكائنات المعدلة وراثيًا . 28 (ملحق 2): 101-105 . doi : 10.1007/s11248-019-00163-0 . PMID 31321691. S2CID 197665984. تاريخ الاسترجاع: 29 أبريل 2021 .  
  53. ياسكوفياك، إدوارد س.؛ شيرز، مارغريت أ.؛ أغاروال-ماوال، ألكا؛ فليتشر، غارث ل. (2006). "توصيف واستقرار جين هرمون النمو (EO-1α) المسؤول عن زيادة معدلات النمو في سمك السلمون الأطلسي عبر أجيال متعددة". أبحاث الكائنات المعدلة وراثيًا . 15 (4): 465-480 . doi : 10.1007/s11248-006-0020-5 . PMID 16906447. S2CID 22247493 .  
  54. ^ أورتيجا إن إم، وينبلاد إن، بلازا رييس أ، لانر إف (أكتوبر 2018). "علم الوراثة الوظيفية للتنمية البشرية المبكرة" . الرأي الحالي في علم الوراثة والتنمية . 52 : 1– 6. دوى : 10.1016/j.gde.2018.04.005 . بميد 29729430 . 
  55. أرنولد إس، ديليندا سي، غريزو إس، ديسو سي، باك إف، سيلفا جي إتش، سميث جيه (يناير 2011). "إنزيم I-CreI الضخم ومشتقاته المُهندسة: تطبيقات من تعديل الخلايا إلى العلاج الجيني" . هندسة البروتين، التصميم والاختيار . 24 ( 1-2 ): 27-31 . doi : 10.1093/protein/gzq083 . PMID 21047873 . 
  56. تاونسند ، جيه. إيه . ، ورايت، دي. إيه.، ووينفري، آر. جيه.، وفو، إف.، ومايدر، إم. إل.، وجونغ، جيه. كيه.، وفويتاس، دي. إف. (مايو 2009). " تعديل الجينات النباتية بتردد عالٍ باستخدام نوكليازات أصابع الزنك المُهندسة" . مجلة نيتشر . 459 (7245): 442-445 . Bibcode : 2009Natur.459..442T . doi : 10.1038/nature07845 . PMC 2743854. PMID 19404258 .  
  57. تشانغ ف، مايدر إم إل، أونغر-والاس إي، هوشاو جيه بي، ريون دي، كريستيان إم، وآخرون . (يونيو 2010). "الطفرات الموجهة عالية التردد في نبات رشاد أذن الفأر باستخدام نوكليازات أصابع الزنك" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 107 (26): 12028-33 . Bibcode : 2010PNAS..10712028Z . doi : 10.1073 / pnas.0914991107 . PMC 2900673. PMID 20508152 .   
  58. أوساكابي ك، أوساكابي ي، توكي س (يونيو 2010). "الطفرات الموجهة للموقع في نبات الأرابيدوبسيس باستخدام نوكليازات أصابع الزنك المصممة خصيصًا" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 107 (26): 12034-12039 . Bibcode : 2010PNAS..10712034O . doi : 10.1073/pnas.1000234107 . PMC 2900650. PMID 20508151 .  
  59. 1 2 شوكلا، ف. ك.، دويون، ي.، ميلر، ج. س.، ديكيلفر، ر. س.، موهل، إ. أ.، ووردن، س. إ.، وآخرون . (مايو 2009). "تعديل دقيق لجينوم محصول الذرة (Zea mays) باستخدام نوكليازات أصابع الزنك". مجلة نيتشر . 459 (7245): 437-441 . Bibcode : 2009Natur.459..437S . doi : 10.1038/nature07992 . PMID: 19404259. S2CID : 4323298 .   
  60. تريباثي جيه إن، نتوي في أو، رون إم، مويروري إس كيه، بريت إيه، تريباثي إل (31 يناير 2019). "تعديل فيروس خط الموز الداخلي في الجينوم B لأنواع الموز باستخدام تقنية كريسبر/كاس9 يتغلب على تحدٍ كبير في تربية الموز" . مجلة كوميونيكيشنز بيولوجي . 2 (1) 46. doi : 10.1038/s42003-019-0288-7 . PMC 6355771. PMID 30729184 .  
  61. تاونسون ج (2017-01-01). "التطورات الحديثة في تحرير الجينوم للاستخدام المحتمل في النباتات" . آفاق العلوم البيولوجية . 10. doi : 10.1093/biohorizons/hzx016 .
  62. ريغالادو أ (19 ديسمبر 2017). "هذه ليست كائنات معدلة وراثيًا كما كانت في السابق" . مجلة إم آي تي ​​للتكنولوجيا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 أبريل 2018 .
  63. هاون وآخرون (سبتمبر 2014). "تحسين جودة زيت فول الصويا من خلال الطفرات الموجهة لعائلة جينات نازعة تشبع الأحماض الدهنية 2" . مجلة التكنولوجيا الحيوية النباتية . 12 (7): 934-940 . doi : 10.1111/pbi.12201 . PMID 24851712 .  
  64. كلاسن، ب.م.، ستودارد، ت.ج.، لو، س.، ديمورست، ز.ل.، لي، ج.، سيدرون، ف.، وآخرون . (يناير 2016). "تحسين خصائص التخزين البارد والمعالجة في البطاطس من خلال تعطيل الجينات المستهدفة" . مجلة التكنولوجيا الحيوية النباتية . 14 (1 ) : 169-176 . doi : 10.1111/pbi.12370 . PMC 11389148. PMID 25846201 .   
  65. 1 2 بوتشتا هـ، هون ب (يونيو 2010). "خبر عاجل: النباتات تُصاب بطفرة في الهدف المحدد" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 107 (26): 11657-8 . Bibcode : 2010PNAS..10711657P . doi : 10.1073/pnas.1006364107 . PMC 2900667. PMID 20554917 .  
  66. ١ ٢ ٣ بول جيه دبليو، تشي واي (يوليو ٢٠١٦). "تقنية كريسبر/كاس٩ لتحرير جينوم النبات: الإنجازات والمشاكل والآفاق". تقارير خلية النبات . ٣٥ (٧): ١٤١٧-٢٧ . doi : 10.1007/s00299-016-1985-z . PMID 27114166. S2CID 8035222 .  
  67. مونغا، إيشا؛ قريشي، عابد؛ ثاكور، نيشانت؛ غوبتا، أميت كومار؛ كومار، مانوج (سبتمبر 2017). " ASPsiRNA: مورد لـ ASP-siRNAs ذات إمكانات علاجية للاضطرابات الوراثية البشرية وخوارزمية للتنبؤ بفعاليتها التثبيطية" . G3 . 7 (9): 2931-2943 . doi : 10.1534/g3.117.044024 . PMC 5592921. PMID 28696921 .  
  68. كارول د . (نوفمبر 2008). "التقدم والتوقعات: نوكليازات أصابع الزنك كعوامل للعلاج الجيني" . العلاج الجيني . 15 (22): 1463-1468 . doi : 10.1038/gt.2008.145 . PMC 2747807. PMID 18784746 .  
  69. بولاك أ (5 نوفمبر 2015). "علاج خلوي لم يُجرَّب على البشر ينقذ طفلاً مصاباً بالسرطان" . صحيفة نيويورك تايمز . الرقم الدولي الموحد للدوريات 0362-4331 . تاريخ الاسترجاع: 30 نوفمبر 2015 . 
  70. كوزين-فرانكل ج (نوفمبر 2015). "العلاج المناعي للسرطان: انحسار سرطان الدم لدى رضيع بعد علاج خلوي مبتكر". مجلة ساينس . 350 (6262): 731. doi : 10.1126/science.350.6262.731 . PMID 26564829 . 
  71. مينتيس إيه إف (ديسمبر 2016). " الهندسة فوق الجينية لمتلازمة داون". مراجعات علم الأعصاب والسلوك الحيوي . 71 : 323-327 . doi : 10.1016/j.neubiorev.2016.09.012 . PMID 27646312. S2CID 24192441 .  
  72. ماركيوني م (7 فبراير 2019). "تشير الاختبارات إلى أن العلماء حققوا أول تعديل جيني "داخل الجسم" . وكالة أسوشيتد برس . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 فبراير 2019 .
  73. "دراسة الجرعات المتصاعدة لتعديل الجينوم بواسطة العلاج SB-913 من نوع نوكلياز إصبع الزنك (ZFN) لدى مرضى MPS II" . ClinicalTrials.gov . المكتبة الوطنية الأمريكية للطب . 2 فبراير 2019. تاريخ الاطلاع: 7 فبراير 2019 .
  74. هاموند أ، غاليزي ر، كيرو ك، سيموني أ، سينيسكالشي س، كاتسانوس د، وآخرون . (يناير 2016). "نظام تعديل جيني CRISPR-Cas9 يستهدف التكاثر الأنثوي في ناقل الملاريا، بعوضة الأنوفيلة الغامبية" . مجلة Nature Biotechnology . 34 (1): 78-83 . doi : 10.1038/nbt.3439 . PMC 4913862. PMID 26641531 .   
  75. فليتشر م (11 أغسطس 2018). "البعوض المتحور: هل يمكن لتعديل الجينات القضاء على الملاريا؟" . صحيفة التلغراف . الرقم الدولي الموحد للدوريات 0307-1235 . تاريخ الاسترجاع: 12 أغسطس 2018 . 
  76. بيغلي إس (28 نوفمبر 2018). "وسط ضجة كبيرة، عالم صيني يدافع عن إنشاء أطفال معدلين جينياً - STAT" . STAT .
  77. دار نشر ساينس تشاينا (23 يناير 2019). "استنساخ قرود مصابة بأمراض معدلة جينيًا في الصين" . يوريك أليرت! . مؤرشف من الأصل في 24 يناير 2019. تم الاطلاع عليه في 24 يناير 2019 .
  78. ماندلبوم، آر إف (23 يناير 2019). "أحدث تجربة صينية على استنساخ القرود فوضى أخلاقية" . جيزمودو . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 يناير 2019 .
  79. تيبول ل، هيرولت ي، ويلز س، قاسم و، بافلوفيتش ج (يونيو 2020). "التفاوت في نتائج تعديل الجينوم: تحديات قابلية تكرار البحث والسلامة السريرية" . العلاج الجزيئي . 28 (6): 1422-1431 . doi : 10.1016/j.ymthe.2020.03.015 . PMC 7264426. PMID 32243835 .  
  80. إم و، مون ج، كيم م (سبتمبر 2016). "تطبيقات تقنية كريسبر/كاس9 لتحرير الجينات في اضطرابات الحركة الوراثية" . مجلة اضطرابات الحركة . 9 (3): 136-143 . doi : 10.14802/jmd.16029 . PMC 5035944. PMID 27667185 .  
  81. هسو ، ب. د.، لاندر، إ. س . ، تشانغ، ف. (يونيو 2014). "تطوير وتطبيقات تقنية كريسبر-كاس9 في هندسة الجينوم" . مجلة سيل . 157 (6): 1262-1278 . doi : 10.1016/j.cell.2014.05.010 . PMC 4343198. PMID 24906146 .  
  82. جونسون، جيه. إيه.، ألتويغ، آر.، إيفانز، دي. إم.، إيوين، جيه. جي.، غوردون، آي. جيه.، بيتوريلي، إن.، يونغ، جيه. كيه. (2016-04-01). "هل هناك مستقبل لتقنيات تعديل الجينوم في مجال الحفاظ على البيئة؟" . مجلة الحفاظ على الحيوانات . 19 (2): 97-101 . Bibcode : 2016AnCon..19...97J . doi : 10.1111/acv.12273 . ISSN 1469-1795 . S2CID 27633404 .  
  83. بيرلمان أ (2015-12-03). "علماء الوراثة قلقون من أن يستخدم دعاة ما بعد الإنسانية تقنية كريسبر على أنفسهم" . فايس ماذربورد . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 ديسمبر 2016 .
  84. يورغنسن إي. "كيف يُغيّر هواة الهندسة الحيوية الحوار الدائر حول الهندسة الوراثية" . صحيفة واشنطن بوست . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 ديسمبر 2016 .
  85. "تحسين القدرات البشرية" . مركز بيو للأبحاث. 26 يوليو 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 ديسمبر 2016 .
  86. ريغالادو أ. "هندسة الطفل المثالي" . مجلة إم آي تي ​​للتكنولوجيا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 ديسمبر 2016 .
  87. 1 2 العينة الأولى (30 سبتمبر 2016). "خبراء يحذرون من أن أدوات "تعديل الجينات" المنزلية تشكل خطراً على المجتمع" . صحيفة الغارديان . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 ديسمبر 2016 .
  88. ١ ٢ ٣ ٤ "تعديل الجينوم: مراجعة أخلاقية" (ملف PDF) . مجلس نوفيلد لأخلاقيات البيولوجيا. سبتمبر ٢٠١٦. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في ١٤ نوفمبر ٢٠١٦. تم الاطلاع عليه في ٢٧ ديسمبر ٢٠١٦ .
  89. «أخبرنا جورج تشيرش عن سبب إدراجه لتعديلات جينية "خارقة"» . مجلة فيوتشريزم . تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 يوليو 2021 .
  90. "الأليلات الواقية" . arep.med.harvard.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 يوليو 2021 .
  91. هارمون أ (14 فبراير 2017). "تعديل الجينات البشرية يحظى بدعم لجنة علمية" . صحيفة نيويورك تايمز . الرقم الدولي الموحد للدوريات 0362-4331 . تاريخ الاسترجاع: 17 فبراير 2017 . 
  92. «العلماء يوافقون على الهندسة الوراثية للأطفال» . نيويورك بوست . رويترز. ١٤ فبراير ٢٠١٧. تاريخ الاطلاع: ١٧ فبراير ٢٠١٧ .
  93. كلابر الابن (9 فبراير 2016). "تقييم التهديدات العالمية لمجتمع الاستخبارات الأمريكي" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 21 ديسمبر 2016. تم الاطلاع عليه في 26 ديسمبر 2016 .
  94. وورمفلاش د (2016-09-06). "تعديل الجينوم: هل هو تهديد للأمن القومي؟" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 ديسمبر 2016 .
  95. 1 2 ريغالادو أ. "مسؤول استخباراتي أمريكي رفيع المستوى يصف تعديل الجينات بأنه تهديد بأسلحة الدمار الشامل" . مجلة إم آي تي ​​للتكنولوجيا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 ديسمبر 2016 .
  96. جاكسون ر، رامشو إيان (يناير 2010). "تجربة جدري الفئران: مقابلة مع رونالد جاكسون وإيان رامشو حول أبحاث الاستخدام المزدوج. مقابلة أجراها مايكل ج. سيلجليد ولورنا وير" . تقارير EMBO . 11 (1): 18-24 . doi : 10.1038/embor.2009.270 . PMC 2816623. PMID 20010799 .  
  97. برود، دبليو جيه (23 يناير 2001). "أستراليون يصنعون فيروسًا قاتلًا للفئران" . صحيفة نيويورك تايمز . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 ديسمبر 2016 .
  98. رادفورد ت (10 يناير 2001). "مختبر يُنتج فيروسًا قاتلًا عن طريق الخطأ" . صحيفة الغارديان . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 ديسمبر 2016 .
  99. «جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2020» . مؤسسة نوبل. مؤرشف من الأصل في 7 أكتوبر 2020. تم الاطلاع عليه في 7 أكتوبر 2020 .

"منظمة الصحة العالمية تطلق سجلاً عالمياً لتعديل الجينوم البشري." فارما بيز، 31 أغسطس 2019. غيل جنرال ون فايل، تم الاطلاع عليه في 27 أبريل 2020.

للمزيد من القراءة