ساحر

تقنية التحرير الجيني الدقيق متعدد القنوات باستخدام رموز شريطية خلوية قصيرة وقابلة للتتبع ومتكاملة ( MAGESTIC ) هي منصة مبنية على تقنية CRISPR /Cas. وهي تُحسّن تقنية CRISPR/Cas بشكل أكبر من خلال جعل عملية تحرير الجينات أكثر دقة. كما أنها تزيد من بقاء الخلايا أثناء عملية التحرير حتى سبعة أضعاف. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

تم اختراع هذه التقنية في مركز ستانفورد لتكنولوجيا الجينوم بالتعاون مع المبادرة المشتركة للقياس في علم الأحياء (JIMB) ^{[ 3 ]} وهو تحالف بين جامعة ستانفورد والمعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا .

تُستخدم تقنية تعديل الجينات في العديد من المهام، بما في ذلك تعديل المحاصيل والبكتيريا، وتعديل الطفرات الجينية المسببة للأمراض لدى المرضى . عندما يكون المطلوب سلالة خلوية واحدة معدلة فقط، فإن تقنية CRISPR/Cas، بالاشتراك مع كفاءة إصلاح الحمض النووي الداخلي، كافية للحصول على هذه السلالة. مع ذلك، عند محاولة إدخال تعديلات متعددة في عملية واحدة، يلزم كفاءة أعلى في إصلاح الحمض النووي الموجه بالتماثل . تتكون تقنية MAGESTIC من عدة مكونات. أحد هذه المكونات، وهو بروتين LexA-Fkh1، يشارك في عملية استقطاب الحمض النووي المانح، مما يزيد من كفاءة إصلاح الحمض النووي الموجه بالتماثل. أما المكون الثاني فهو مكتبة من الحمض النووي الريبوزي الدليلي ( Guide RNA) لتقنية CRISPR ، مقترنة بالحمض النووي المانح، والذي يشفر الجينات المعدلة المحددة المراد دمجها من خلال إصلاح الحمض النووي الموجه بالتماثل. يرتبط هذا بدوره برمز شريطي للحمض النووي يسمح بتتبع متغيرات محددة في مجموعات، على غرار آلية عمل فحوصات تعطيل الجينات بتقنية CRISPR-Cas9 على مستوى الجينوم ، إلا أن تقنية MAGESTIC أكثر تنوعًا، إذ لا تقتصر على تعديلات فقدان الوظيفة فحسب، بل تشمل أيضًا تغييرات كودونات الحمض النووي ، وتعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة ، وعمليات الإدخال والحذف ، وأنواع أخرى من التغييرات الجينية التي يمكن إدخالها وتتبعها. من خلال تحسين كفاءة إصلاح الحمض النووي، واستخدام قليل النوكليوتيدات الموجه-المانح المصنعة على مصفوفة لتحرير البلازميد عالي الإنتاجية، ودمج رمز شريطي جينومي لمنع فقدان الرمز الشريطي للبلازميد، تُنتج تقنية MAGESTIC مجموعات أكثر تجانسًا ذات رموز شريطية مستقرة أحادية النسخة مدمجة في الجينوم، مما يُمكّن من تحديد النمط الظاهري بدقة عالية.

نظرًا لأن تعديل مواقع متعددة في مجموعات الحمض النووي قد يتأثر بعدة عوامل، منها عدم فعالية الحمض النووي الريبوزي الدليلي لتقنية كريسبر ، وأخطاء تخليق الحمض النووي ، والتنافس مع عملية الربط غير المتجانس للأطراف، وغيرها من التحديات التي تظهر عند بناء مكتبات متعددة، فقد تطلبت فحوصات ماجستيك تحسينًا في إصلاح الحمض النووي. وهنا يبرز دور استقطاب الحمض النووي المانح في تقنية ماجستيك. إذ تحقق هذه التقنية كفاءة تعديل أعلى من خلال تحديد موقع الحمض النووي المانح في موقع انقطاعات الحمض النووي الناتجة عن قطع كريسبر.

تقوم تقنية كريسبر بقطع الحمض النووي في المواقع المطلوبة من الجينوم، ثم يقوم نظام ماجيستيك بتوجيه الحمض النووي المانح إلى موقع القطع لتوجيه الخلايا لإدخال تعديلات مصممة في مواقع القطع. تُعرف هذه التقنية باسم "استقطاب المانح"، وتعتمد على بروتين اندماجي يحتوي على نطاقين: أحدهما مُستقطب إلى مواقع قطع الحمض النووي، والآخر يرتبط بالحمض النووي المانح. يتيح ذلك إنتاج مجموعات تعديل دقيقة وعالية الجودة في الخميرة، حيث تحتوي كل خلية على تعديل واحد ورمز شريطي للحمض النووي. كما أن جانب استقطاب المانح في هذه التقنية يحمل في طياته إمكانية تحسين كفاءة التعديل في أنواع خلايا أخرى، مثل خلايا الثدييات. وقد يُثبت هذا في المستقبل فائدته في العلاجات الجينية أو غيرها من أساليب التعديل العلاجي.