سرنخ‌هایی برای توسعه آنتی بیوتیک‌های بهتر بدست آمد

“جیسون پترز”، استادیار علوم دارویی “دانشگاه ویسکانسین-مدیسون”، که سیستم جدید را توسعه داده است، گفت: آنچه ما باید انجام دهیم این است که ضعف‌های جدید در این باکتری‌ها را کشف کنیم.

تکنیک جدید “Mobile-CRISPRi” به دانشمندان اجازه می‌دهد تا عملکرد آنتی بیوتیک را در طیف وسیعی از باکتری‌های بیماری‌زا مشاهده و بررسی کنند.

با استفاده از یک نوع باکتری، پژوهشگران Mobile-CRISPR را از سویه‌های آزمایشگاهی مشترک به باکتری‌های متنوع انتقال دادند. این سهولت انتقال دانشمندان را قادر ساخت تا هر کدام از باکتری‌هایی که باعث بیماری می‌شوند را مطالعه کنند.

پترز با همکاری “کارول گراس”، “اورن روسنبرگ” و دیگر پژوهشگران سیستم Mobile-CRISPRi را طراحی و توسعه دادند.

این سیستم تولید پروتئین ژن‌های مورد هدف را کاهش می‌دهد و به محققان اجازه می‌دهد تا دریابند چگونه آنتی بیوتیک‌ها رشد پاتوژن‌ها را مهار می‌کند.

به طور معمول، سیستم کریسپر یک ژن را مورد هدف قرار می‌دهد و در آن DNA را به دو قطعه تقسیم می‌کند و این ژن را در حالی که سلول آسیب دیده را ترمیم می‌کند، می‌توان ویرایش کرد.

اما پژوهشگران بر روی یک فرم تقسیم شده کریسپر به نام “CRISPRi “کار می‌کردند. CRISPRi به گونه‌ای طراحی شده است که قادر به برش DNA نیست. در عوض، آن فقط روی DNA قرار می‌گیرد و از دسترسی پروتئین‌های دیگر به آن ژن خاص و تبدیل شدن به آن جلوگیری می‌کند. نتیجه بیان ژن پایین و مقدار کم پروتئینی است که برای آن کدگذاری می‌شود.

پژوهشگران نشان دادند که اگر میزان پروتئین مورد نظر یک آنتی بیوتیک را کاهش دهند، باکتری‌ها به سطوح پایین‌تر این دارو حساس‌تر می‌شوند. به این ترتیب، هزاران ژن را می‌توان به عنوان هدف‌های بالقوه آنتی بیوتیکی غربالگری کرد و توسط این روش دانشمندان می‌توانند نحوه دقیق عملکرد آنتی بیوتیک‌ها را دریابند تا در آینده بتوانند عملکرد آنها را بهبود بخشند.

کریسپر

تناوب‌های کوتاه پالیندروم فاصله‌دار منظم خوشه‌ای یا به اختصار کریسپر بخشی از دی‌ان‌ایِ پروکاریوت هستند که حاوی تناوب‌های کوتاهِ توالی‌های بنیادین هستند.

اولین بار سیستم کریسپر در باکتری اشرشیا کلای به عنوان یک توالی تکراری ۲۹ نوکلئوتیدی با فاصله ۳۲ نوکلئوتیدی توسط یک گروه تحقیقاتی در ژاپن در سال ۱۹۸۷ مطرح شد که باکتری‌ها و آرکی باکتری‌ها را از حمله باکتریوفاژها و پلاسمیدها محافظت می‌کند. این سیستم‌های دفاعی به یک RNA کوچک شناساگر توالی خاص تکیه می‌کنند و اسیدهای نوکلئیک خارجی را خاموش می‌کنند.

کریسپر نوعی سیستم ایمنی تطابق پذیر در باکتری‌ها است که آن‌ها را قادر به کشف دی‌ان‌ای ویروس و بعد نابودی‌شان می‌کند. فناوری کریسپر به دانشمندان اجازه می‌دهد، تغییراتی در دی‌.ان‌.ای سلول‌ها ایجاد کنند.

مقاومت به آنتی بیوتیک‌های فعلی توسط پاتوژن‌های ناشی از بیماری یک مشکل رو به رشد است، که برآورد می‌شود میلیون‌ها انسان را در معرض خطر قرار دهد.

یافته‌های این مطالعه در مجله “Nature Microbiology” منتشر شد.