تقنية كريسبر CRISPR هي أداة للتعديل الوراثي الذي يسمح للعلماء بتعديل الحمض النووي للإنسان والنباتات والكائنات الحية الأخرى بدقة. وتلقب بالمقص الجيني إذ يمكن أن تقوم بحذف أو استبدال جين معين في الحمض النووي مما يغير في خواص الخلايا والكائن الحي.

تم اكتشافها عام 2012 وقد نال الباحثان الرئيسيان للورقة البحثية التي قدمتها جائزة نوبل للكيمياء عام 2020 بفضل اختراعهم لتقنية كريسبر (المقص الجيني).

بماذا تفيد كريسبر؟

في الإنسان، يمكن أن تستخدم في إجراء تعديلات في الحمض النووي للشفاء من بعض الأمراض الوراثية، و في النباتات يتم استخدامه لتحسين المحاصيل إذ يمكن تطوير نباتات مقاومة للأمراض والآفات، كما يمكن أن تحسن المحتوى الغذائي وزيادة منسوب بعض الفيتامينات والمعادن.

في الحيوانات، أيضاً تستخدم لتحسين مقاومتها للأمراض وتحسين الصفات الوراثية لتعزيز إنتاجها من ناحية النمو واللحوم والكفاءة الإنجابية.

كيف تعمل كريسبر؟

يعتمد تعديل الجينات بتقنية كريسبر على نظام مكون من جزأين:

1- إنزيم Cas9 (المقص الجزيئي): يعمل هذا الإنزيم كمقص يمكنه قطع خيوط الحمض النووي في مكان معين.

2- الحمض النووي الريبي الموج gRNA (جزيء الدليل): يعمل هذا الجزيء مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، حيث يقود إنزيم Cas9 إلى المكان المحدد في الحمض النووي الذي يحتاج إلى التعديل.

وتتم العملية كالتالي:

1- اختيار الهدف: يحدد العلماء أولاً الجين أو تسلسل الحمض النووي المحدد الذي يريدون تعديله.

2- تصميم الحمض النووي الريبي الموجه: يتم بعد ذلك إنشاء جزيء الحمض النووي الريبي الموجه ليكون مكملًا لتسلسل الحمض النووي المستهدف، ويعمل على توجيه إنزيم Cas9 للمكان المطلوب.

3- قطع الحمض النووي: يقود الحمض النووي الريبي الموجه إنزيم Cas9 إلى الموقع المستهدف في الحمض النووي ويقوم إنزيم Cas9 بإجراء قطع في الحمض النووي.

4- الإصلاح الخلوي: تبدأ بعد ذلك آليات إصلاح الحمض النووي الطبيعية للخلية لإعادة وصل الحمض النووي مما يؤدي في الغالب لتعطيل عمل الجين المقطوع لكنه قد يضيف تعديلات على الحمض النووي غير مرغوبة تؤدي لنتائج غير مرغوبة. يمكن لتجنب ذلك إرسال قالب إصلاح مع الحمض النووي الدليل (gRNA) لإرشاد عملية الوصل و استبدال أو تعديل الجين المطلوب، وبهذا يمكن للعلماء تحقيق تغييرات مستهدفة في الحمض النووي للنباتات والحيوانات.

التداعيات السلبية والأخلاقية

يمكن أن تؤدي تقنية كريسبر إلى تعديلات غير مرغوبة في الكائنات الحية والإنسان، وقد تؤدي إلى نشر أو تعطيل سمة وراثية مما قد يؤثر على النظام البيئي، كما يمكن استخدامها لتصميم أجنة بشرية والتلاعب بالصفات التي يحملونها.

ورغم أهمية هذه التقنية وسهولة استخدامها وقلة تكلفته فإنها مازالت محدودة الاستخدام وخاصة بالنسبة للإنسان وذلك لأنها غير دقيقة 100% مما قد يؤدي لنتائج وطفرات غير متوقعة. إذ يمكن أن يحدث خطأ في توجيه المقص للمكان المناسب ومن الممكن أن تتم عملية الإصلاح الخلوي بطريقة غير مرغوبة وتحدث تشوهات في الخلايا المستهدفة.

ويعمل الباحثون باستمرار على تحسين دقة هذه التقنية وسلامتها. ويحمل مستقبل كريسبر إمكانات هائلة لإحداث ثورة في الطب والزراعة، ولكنها ليست حلاً واحداً يناسب الجميع لتحرير الجينات، لذا ما زالت التقنيات الأخرى قيد التطوير والاستخدام في تطبيقات كثيرة.