Genome editing
மரபணு எடிட்டிங் அல்லது மரபணு பொறியியல் அல்லது மரபணு எடிட்டிங் என்பது ஒரு வகை மரபணு பொறியியல் ஆகும், இதில் டிஎன்ஏ செருகப்படுகிறது, நீக்கப்படுகிறது, மாற்றியமைக்கப்படுகிறது அல்லது ஒரு உயிரினத்தின் மரபணுவில் மாற்றப்படுகிறது. ஒரு புரவலன் மரபணுவில் மரபணு பொருளை தோராயமாக செருகும் ஆரம்பகால மரபணு பொறியியல் நுட்பங்களைப் போலல்லாமல், மரபணு எடிட்டிங் தள-குறிப்பிட்ட இடங்களுக்கு செருகுவதை இலக்காகக் கொண்டுள்ளது. நிரல்படுத்தக்கூடிய நியூக்ளியேஸ்கள் மூலம் மரபணு கையாளுதல்களில் ஈடுபடும் அடிப்படை வழிமுறை இலக்கு மரபணு இருப்பிடத்தை அங்கீகரித்தல் மற்றும் விளைவு டிஎன்ஏ-பிணைப்பு களத்தை (டிபிடி) பிணைத்தல், கட்டுப்பாட்டு எண்டோநியூக்ளியேஸ்கள் (எஃப்ஓகேஐ மற்றும் சிஏஎஸ்) மூலம் இலக்கு டிஎன்ஏவில் இரட்டை-ஸ்ட்ராண்ட் முறிவுகள் (டிஎஸ்பி), மற்றும் ஹோமோலஜி-டைரக்டட் ரீகாம்பினேஷன் (எச்டிஆர்) அல்லது ஹோமோலோகஸ் அல்லாத எண்ட் ஜாயினிங் (என்ஹெச்இஜே) மூலம் டிஎஸ்பி-களின் பழுதுபார்ப்பு ஆகும். வரலாறு மரபணு எடிட்டிங் 1990 களில் முன்னோடியாக இருந்தது, பொதுவான தற்போதைய நியூக்ளீஸ் அடிப்படையிலான மரபணு எடிட்டிங் தளங்கள் வருவதற்கு முன்பு, இருப்பினும், அதன் பயன்பாடு எடிட்டிங்கின் குறைந்த செயல்திறனால் மட்டுப்படுத்தப்பட்டது. பொறிக்கப்பட்ட நியூக்ளியேஸ்களுடன் மரபணு எடிட்டிங், அதாவது. இந்த என்சைம்களின் மூன்று முக்கிய வகுப்புகளும்-துத்தநாக விரல் நியூக்ளியேஸ்கள் (ZFNs), டிரான்ஸ்கிரிப்ஷன் ஆக்டிவேட்டர் போன்ற விளைவு நியூக்ளியேஸ்கள் (TALENs) மற்றும் வடிவமைக்கப்பட்ட மெக்கானியூக்ளியேஸ்கள்-நேச்சர் மெத்தட்ஸ் மூலம் 2011 ஆம் ஆண்டின் முறையாக தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டன. சி. ஆர். ஐ. எஸ். பி. ஆர்-சி. ஏ. எஸ் அமைப்பு 2015 ஆம் ஆண்டின் முன்னேற்றமாக அறிவியலால் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது. வடிவமைக்கப்பட்ட நியூக்ளியேஸ்களின் நான்கு குடும்பங்கள் பயன்படுத்தப்பட்டனஃ மெகனியூக்ளியேஸ்கள், துத்தநாக விரல் நியூக்ளியேஸ்கள் (ZFNs), டிரான்ஸ்கிரிப்ஷன் ஆக்டிவேட்டர் போன்ற விளைவு அடிப்படையிலான நியூக்ளியேஸ்கள் (TALEN), மற்றும் கிளஸ்டர் செய்யப்பட்ட வழக்கமான இடைப்பட்ட குறுகிய பாலிண்ட்ரோமிக் ரிபீட்ஸ் (CRISPR/Cas9) அமைப்பு. ஒன்பது மரபணு எடிட்டர்கள் இருந்தனர். 2018 ஆம் ஆண்டில், அத்தகைய திருத்தத்திற்கான பொதுவான முறைகள் பொறிக்கப்பட்ட நியூக்ளியேஸ்கள் அல்லது "மூலக்கூறு கத்தரிக்கோல்" பயன்படுத்தப்பட்டன. இந்த நியூக்ளியேஸ்கள் மரபணுவில் விரும்பிய இடங்களில் தள-குறிப்பிட்ட இரட்டை-ஸ்ட்ராண்ட் இடைவெளிகளை (டி. எஸ். பி) உருவாக்குகின்றன. தூண்டப்பட்ட இரட்டை-ஸ்ட்ராண்ட் இடைவெளிகள் ஹோமோலோகஸ் அல்லாத எண்ட்-ஜாயினிங் (என். எச். இ. ஜே) அல்லது ஹோமோலோகஸ் மறுசீரமைப்பு (எச். ஆர்) மூலம் சரிசெய்யப்படுகின்றன, இதன் விளைவாக இலக்கு பிறழ்வுகள் ('திருத்தங்கள்') ஏற்படுகின்றன. மே 2019 இல், சீனாவில் உள்ள வழக்கறிஞர்கள், சீன விஞ்ஞானி ஹி ஜியாங்குய் முதல் மரபணு-திருத்தப்பட்ட மனிதர்களை உருவாக்கியதாகக் கூறப்படும் வெளிச்சத்தில் (லுலு மற்றும் நானா சர்ச்சையைப் பார்க்கவும்), சி. ஆர். ஐ. எஸ். பி. ஆர் போன்ற மரபணு-எடிட்டிங் நுட்பங்கள் மூலம் மனித மரபணுவை கையாளும் எவரும் எந்தவொரு தொடர்புடைய பாதகமான விளைவுகளுக்கும் பொறுப்பேற்க வேண்டும் என்ற விதிமுறைகளை உருவாக்குவது. செல்லுலார் கட்டுப்பாட்டு செயல்முறைகளின் சீரற்ற தன்மையில் கவனம் செலுத்தி, சி. ஆர். ஐ. எஸ். பி. ஆர் மற்றும் தொடர்புடைய உயிரி தொழில்நுட்பங்களின் சாத்தியமான குருட்டு புள்ளிகள் மற்றும் அபாயங்கள் குறித்த எச்சரிக்கை முன்னோக்கு சமீபத்தில் விவாதிக்கப்பட்டுள்ளது. எடின்பர்க் பல்கலைக்கழக ரோஸ்லின் நிறுவனம் முள்ளம்பன்றி இனப்பெருக்க மற்றும் சுவாச நோய்க்குறியை ஏற்படுத்தும் ஒரு வைரஸை எதிர்க்கும் பன்றிகளை வடிவமைத்தது, இது அமெரிக்க மற்றும் ஐரோப்பிய பன்றி விவசாயிகளுக்கு ஆண்டுக்கு $2.6 பில்லியன் செலவாகும். பிப்ரவரி 2020 இல், ஒரு அமெரிக்க சோதனை 3 புற்றுநோய் நோயாளிகளுக்கு CRISPR மரபணு எடிட்டிங் பாதுகாப்பாக காட்டியது. 2020 ஆம் ஆண்டில் சிசிலியன் ரூஜ் ஹை GABA, தளர்வுகளை ஊக்குவிக்கும் என்று கூறப்படும் அமினோ அமிலத்தை அதிகமாக உருவாக்கும் ஒரு தக்காளி, ஜப்பானில் விற்பனைக்கு அங்கீகரிக்கப்பட்டது. 2021 ஆம் ஆண்டில், இங்கிலாந்து (இங்கிலாந்தின் பிற பகுதிகள் அல்ல) மரபணு திருத்தப்பட்ட தாவரங்கள் மற்றும் விலங்குகள் மீதான கட்டுப்பாடுகளை அகற்ற திட்டமிட்டது, ஐரோப்பிய ஒன்றியத்தின் இணக்கமான ஒழுங்குமுறையிலிருந்து அமெரிக்கா மற்றும் வேறு சில நாடுகளுக்கு நெருக்கமான விதிகளுக்கு நகர்ந்தது. ஏப்ரல் 2021 ஐரோப்பிய ஆணையத்தின் அறிக்கை, தற்போதைய ஒழுங்குமுறை ஆட்சி மரபணு எடிட்டிங்கிற்கு பொருத்தமானதல்ல என்பதற்கான "வலுவான அறிகுறிகளைக்" கண்டறிந்தது, 2021 ஆம் ஆண்டின் பிற்பகுதியில், ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு CRISPR மாற்றீட்டை அறிவித்தனர், இதில் IScB, IsrB மற்றும் TnpB உள்ளிட்ட கட்டாய மொபைல் உறுப்பு-வழிகாட்டப்பட்ட செயல்பாடு (OMEGA) புரதங்கள் டிரான்ஸ்போசான்களில் காணப்படும் எண்டோநியூக்ளியேஸ்களாக உள்ளன, மேலும் சிறிய ωRNA களால் வழிநடத்தப்படுகின்றன. பின்னணி மரபணு பொறியியல் என்பது உயிரினங்களில் புதிய மரபணு கூறுகளை அறிமுகப்படுத்துவதற்கான முறையாக 1970 களில் இருந்து இருந்து வருகிறது. இந்த தொழில்நுட்பத்தின் ஒரு குறைபாடு என்னவென்றால், புரவலன் மரபணுவில் டிஎன்ஏ செருகப்படும் சீரற்ற இயல்பு, இது உயிரினத்திற்குள் உள்ள பிற மரபணுக்களை பாதிக்கலாம் அல்லது மாற்றலாம். இருப்பினும், ஒரு உயிரினத்தின் மரபணுவிற்குள் குறிப்பிட்ட தளங்களுக்கு செருகப்பட்ட மரபணுக்களை இலக்காகக் கொண்ட பல முறைகள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ளன. இது ஒரு மரபணுவிற்குள் குறிப்பிட்ட காட்சிகளைத் திருத்துவதற்கும், இலக்கு விளைவுகளைக் குறைப்பதற்கும் உதவியது. இது ஆராய்ச்சி நோக்கங்களுக்காகவும், குறிப்பிட்ட மரபணுக்களுக்கான பிறழ்வுகளை இலக்காகக் கொண்டும், மரபணு சிகிச்சையிலும் பயன்படுத்தப்படலாம். ஒரு உயிரினத்தில் ஒரு செயல்பாட்டு மரபணுவைச் செருகுவதன் மூலமும், குறைபாடுள்ள ஒன்றை மாற்றுவதற்காக அதை இலக்காகக் கொள்வதன் மூலமும் சில மரபணு நோய்களைக் குணப்படுத்த முடியும். ஒரே மாதிரியான மறுசீரமைப்பை இலக்காகக் கொண்ட மரபணு ஒரு உயிரினத்தின் மரபணுவிற்குள் உள்ள சில தளங்களுக்கு மரபணுக்களை இலக்காகக் கொண்ட ஆரம்ப முறைகள் (மரபணு இலக்கு என்று அழைக்கப்படுகிறது) ஒரே மாதிரியான மறுசீரமைப்பை (எச். ஆர்) நம்பியிருந்தன. இலக்கு மரபணு வரிசைக்கு பொருந்தக்கூடிய ஒரு வார்ப்புருவைக் கொண்ட டிஎன்ஏ கட்டமைப்புகளை உருவாக்குவதன் மூலம், செல்லுக்குள் உள்ள மனிதவள செயல்முறைகள் விரும்பிய இடத்தில் கட்டமைப்பை செருகக்கூடும். கரு ஸ்டெம் செல்களில் இந்த முறையைப் பயன்படுத்துவது டிரான்ஸ்ஜெனிக் எலிகளின் வளர்ச்சிக்கு வழிவகுத்தது, இலக்கு மரபணுக்கள் வெளியேற்றப்பட்டன. மரபணுக்களைத் தட்டுவது அல்லது மரபணு வெளிப்பாடு வடிவங்களை மாற்றுவதும் சாத்தியமாகியுள்ளது. கரு ஸ்டெம் செல்கள் மூலம் எலிகளில் மரபணு மாற்றங்களை அறிமுகப்படுத்துவதற்கு ஒரே மாதிரியான மறுசீரமைப்பு எவ்வாறு பயன்படுத்தப்படலாம் என்பதை அவர்கள் கண்டுபிடித்ததை அங்கீகரிக்கும் வகையில், மரியோ கேப்சி, மார்ட்டின் எவன்ஸ் மற்றும் ஆலிவர் ஸ்மித்திஸ் ஆகியோருக்கு 2007 ஆம் ஆண்டு உடலியல் அல்லது மருத்துவத்திற்கான நோபல் பரிசு வழங்கப்பட்டது. நிபந்தனைக்குட்பட்ட இலக்கு ஒரு முக்கிய மரபணு வெளியேற்றப்பட்டால் அது உயிரினத்திற்கு ஆபத்தானது என்று நிரூபிக்க முடியும். இந்த மரபணுக்களின் செயல்பாட்டை ஆய்வு செய்வதற்காக தள குறிப்பிட்ட மறுசீரமைப்புகள் (எஸ். எஸ். ஆர்) பயன்படுத்தப்பட்டன. இரண்டு மிகவும் பொதுவான வகைகள் க்ரீ-லாக்ஸ்பி மற்றும் எஃப்எல்பி-எஃப்ஆர்டி அமைப்புகள் ஆகும். க்ரீ மறுசீரமைப்பு என்பது லாக்ஸ்-பி தளங்கள் எனப்படும் பிணைப்பு வரிசைகளுக்கு இடையில் ஒரே மாதிரியான மறுசீரமைப்பு மூலம் டி. என். ஏவை அகற்றும் ஒரு நொதியாகும். ஃபிளிப்-எஃப்ஆர்டி அமைப்பு இதேபோல் செயல்படுகிறது, ஃபிளிப் மறுசீரமைப்பு எஃப்ஆர்டி வரிசைகளை அங்கீகரிக்கிறது. திசு குறிப்பிட்ட ஊக்குவிப்பாளர்களின் கட்டுப்பாட்டின் கீழ் எஸ். எஸ். ஆரை வெளிப்படுத்தும் ஒரு உயிரினத்துடன் ஆர்வமுள்ள மரபணுவைச் சுற்றியுள்ள மறுசீரமைப்பு தளங்களைக் கொண்ட ஒரு உயிரினத்தைக் கடப்பதன் மூலம், சில உயிரணுக்களில் மட்டுமே மரபணுக்களைத் தட்டவோ அல்லது இயக்கவோ முடியும். மரபணு மாற்றப்பட்ட விலங்குகளிடமிருந்து மார்க்கர் மரபணுக்களை அகற்றவும் இந்த நுட்பங்கள் பயன்படுத்தப்பட்டன. இந்த அமைப்புகளின் மேலும் மாற்றங்கள் ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு சில நிபந்தனைகளின் கீழ் மட்டுமே மறுசீரமைப்பைத் தூண்ட அனுமதித்தன, இது மரபணுக்களை வெளியேற்றவோ அல்லது விரும்பிய நேரங்களில் அல்லது வளர்ச்சியின் நிலைகளில் வெளிப்படுத்தவோ அனுமதிக்கிறது. செயல்முறை இரட்டை ஸ்ட்ராண்ட் பிரேக் பழுதுபார்ப்பு மரபணு எடிட்டிங்கின் ஒரு பொதுவான வடிவம் டி. என். ஏ இரட்டை ஸ்ட்ராண்டட் பிரேக் (டி. எஸ். பி) பழுதுபார்க்கும் இயக்கவியல் என்ற கருத்தை நம்பியுள்ளது. டி. எஸ். பி. யை சரிசெய்ய இரண்டு முக்கிய பாதைகள் உள்ளன; ஹோமோலோகஸ் அல்லாத எண்ட் ஜாயினிங் (என். எச். இ. ஜே) மற்றும் ஹோமோலஜி டைரக்டட் ரிபேர் (எச். டி. ஆர்). என். எச். இ. ஜே டிஎன்ஏ முனைகளில் நேரடியாக சேர பல்வேறு என்சைம்களைப் பயன்படுத்துகிறது, அதே நேரத்தில் மிகவும் துல்லியமான எச். டி. ஆர் இடைவெளி புள்ளியில் காணாமல் போன டிஎன்ஏ காட்சிகளை மீளுருவாக்கம் செய்வதற்கான ஒரு வார்ப்புருவாக ஒரு ஒத்த வரிசையைப் பயன்படுத்துகிறது. டி. எஸ். பியின் பக்கவாட்டு வரிசைகளுக்கு ஒத்த ஒரு வரிசைக்குள் விரும்பிய மரபணு கூறுகளுடன் ஒரு திசையனை உருவாக்குவதன் மூலம் இதைப் பயன்படுத்தலாம். இதன் விளைவாக டி. எஸ். பி. யின் தளத்தில் விரும்பிய மாற்றம் செருகப்படும். எச். டி. ஆர் அடிப்படையிலான மரபணு எடிட்டிங் ஒரே மாதிரியான மறுசீரமைப்பு அடிப்படையிலான மரபணு இலக்கைப் போலவே இருக்கும்போது, மறுசீரமைப்பு விகிதம் குறைந்தது மூன்று வரிசைகளால் அதிகரிக்கப்படுகிறது. மரபணுத் தொகுப்புக்கான திறவுகோல் மரபணுவிற்குள் ஒரு குறிப்பிட்ட கட்டத்தில் டி. எஸ். பி. யை உருவாக்குவதாகும். பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் கட்டுப்பாட்டு நொதிகள் டிஎன்ஏவை வெட்டுவதில் பயனுள்ளதாக இருக்கும், ஆனால் பொதுவாக பல இடங்களில் அடையாளம் கண்டு வெட்டப்படுகின்றன. இந்த சவாலை சமாளிக்கவும், தள-குறிப்பிட்ட டி. எஸ். பி. யை உருவாக்கவும், மூன்று தனித்துவமான வகை நியூக்ளியேஸ்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டு இன்றுவரை உயிர் பொறியியல் செய்யப்பட்டுள்ளன. இவை துத்தநாக விரல் நியூக்ளியேஸ்கள் (ZFNs), டிரான்ஸ்கிரிப்ஷன்-ஆக்டிவேட்டர் போன்ற எஃபெக்டர் நியூக்ளியேஸ்கள் (TALEN), மெகனியூக்ளியேஸ்கள் மற்றும் கிளஸ்டர் செய்யப்பட்ட வழக்கமான இடைப்பட்ட குறுகிய பாலிண்ட்ரோமிக் ரிபீட்ஸ் (CRISPR/Cas9) அமைப்பு ஆகும். 1980 களின் பிற்பகுதியில் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட மெக்கானியூக்ளியேஸ்கள் மெக்கானியூக்ளியேஸ்கள், எண்டோநியூக்ளியேஸ் குடும்பத்தில் உள்ள என்சைம்கள் ஆகும், அவை பெரிய டிஎன்ஏ வரிசைகளை (14 முதல் 40 அடிப்படை ஜோடிகள் வரை) அடையாளம் கண்டு வெட்டுவதற்கான திறனால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. மிகவும் பரவலான மற்றும் நன்கு அறியப்பட்ட மெக்கானியூக்ளியேஸ்கள் லேக்லிடாட்ஜி குடும்பத்தில் உள்ள புரதங்கள் ஆகும், அவை பாதுகாக்கப்பட்ட அமினோ அமில வரிசைக்கு தங்கள் பெயரைக் கொடுக்கின்றன. நுண்ணுயிர் இனங்களில் பொதுவாகக் காணப்படும் மெக்கானியூக்ளியேஸ்கள், மிக நீண்ட அங்கீகார வரிசைகளைக் (> 14 பிபி) கொண்ட தனித்துவமான பண்பைக் கொண்டுள்ளன, இதனால் அவை இயற்கையாகவே மிகவும் குறிப்பிட்டவை. இருப்பினும், தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட குறிப்பிட்ட டிஎன்ஏ வரிசையில் செயல்படத் தேவையான சரியான மெக்கானியூக்லீஸைக் கண்டுபிடிப்பதற்கான வாய்ப்பு கிட்டத்தட்ட இல்லை. இந்த சவாலை சமாளிக்க, தனித்துவமான வரிசைகளை அங்கீகரிக்கும் மெகனியூக்லீஸ் வகைகளை உருவாக்க முடஜெனெசிஸ் மற்றும் உயர் செயல்திறன் ஸ்கிரீனிங் முறைகள் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன. மற்றவர்களால் பல்வேறு மெக்கானியூக்ளியேஸ்களை இணைக்க முடிந்தது மற்றும் ஒரு புதிய வரிசையை அங்கீகரிக்கும் கலப்பின என்சைம்களை உருவாக்க முடிந்தது. இன்னும் சிலர் பகுத்தறிவுடன் வடிவமைக்கப்பட்ட மெகனியூக்லீஸ் என்ற முறையில் வரிசை குறிப்பிட்ட மெகனியூசிலேஸ்களை வடிவமைக்க மெகனியூக்லீஸின் டிஎன்ஏ தொடர்பு அமினோ அமிலங்களை மாற்ற முயற்சித்துள்ளனர். மற்றொரு அணுகுமுறையில் கணினி மாதிரிகளைப் பயன்படுத்தி மாற்றியமைக்கப்பட்ட மெகா நியூக்ளியேஸ்களின் செயல்பாடு மற்றும் அங்கீகரிக்கப்பட்ட நியூக்ளிக் வரிசையின் தனித்துவத்தை முடிந்தவரை துல்லியமாக கணிக்க முயற்சிப்பது அடங்கும். பல்லாயிரக்கணக்கான புரத அலகுகளைக் கொண்ட ஒரு பெரிய வங்கி உருவாக்கப்பட்டுள்ளது. இலக்கு தளத்தை அங்கீகரிக்கும் சிமெரிக் மெகானியூக்ளியேஸ்களைப் பெற இந்த அலகுகள் இணைக்கப்படலாம், இதன் மூலம் பரந்த அளவிலான தேவைகளை (அடிப்படை ஆராய்ச்சி, சுகாதாரம், விவசாயம், தொழில், எரிசக்தி போன்றவை) பூர்த்தி செய்யும் ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டு கருவிகளை வழங்குகிறது. மனித எக்ஸ்பிசி மரபணுவைப் பிளவுபடுத்தக்கூடிய இரண்டு மெகனியூக்ளியேஸ்களின் தொழில்துறை அளவிலான உற்பத்தி இதில் அடங்கும்; இந்த மரபணுவில் ஏற்படும் பிறழ்வுகள் ஜெரோடெர்மா பிக்மெண்டோசம் என்ற கடுமையான மோனோஜெனிக் கோளாறுக்கு வழிவகுக்கிறது, இது நோயாளிகளுக்கு தோல் புற்றுநோய் மற்றும் புற ஊதா கதிர்களுக்கு வெளிப்படும் போதெல்லாம் எரியும். துத்தநாக விரல் நியூக்ளியேஸ் (ZFN) போன்ற முறைகளை விட மெக்கானியூக்ளியேஸ்கள் உயிரணுக்களில் குறைவான நச்சுத்தன்மையை ஏற்படுத்தும் நன்மையைக் கொண்டுள்ளன, இது மிகவும் கடுமையான டிஎன்ஏ வரிசை அங்கீகாரத்தின் காரணமாக இருக்கலாம்; இருப்பினும், சாத்தியமான அனைத்து வரிசைகளுக்கும் வரிசை-குறிப்பிட்ட என்சைம்களை உருவாக்குவது விலை உயர்ந்தது மற்றும் நேரத்தை எடுத்துக்கொள்கிறது, ஏனெனில் ZFN கள் மற்றும் TALEN-அடிப்படையிலான பியூஷன்கள் போன்ற முறைகள் பயன்படுத்தும் ஒருங்கிணைந்த சாத்தியங்களிலிருந்து ஒருவர் பயனடையவில்லை. துத்தநாக விரல் நியூக்ளியேஸ்களுக்கு மாறாக, ZFN மற்றும் TALEN தொழில்நுட்பத்தின் பின்னணியில் உள்ள கருத்து ஒரு குறிப்பிட்ட டிஎன்ஏ வெட்டும் வினையூக்கி களத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டது, பின்னர் துத்தநாக விரல்கள் மற்றும் டிரான்ஸ்கிரிப்ஷன் ஆக்டிவேட்டர் போன்ற விளைபொருள்கள் (TALE கள்) போன்ற பெப்டைட்களை அங்கீகரிக்கும் குறிப்பிட்ட டிஎன்ஏ வரிசையுடன் இணைக்கப்படலாம். இதற்கு முதல் படி டிஎன்ஏ அங்கீகார தளம் மற்றும் பிளவு தளம் ஒருவருக்கொருவர் தனித்தனியாக இருந்த ஒரு எண்டோநியூக்ளீஸைக் கண்டுபிடிப்பதாகும், இது கட்டுப்பாடு என்சைம்களில் மிகவும் பொதுவானதல்ல. இந்த நொதி கண்டுபிடிக்கப்பட்டவுடன், அதன் பிளவுபடுத்தும் பகுதியை பிரிக்க முடியும், இது அடையாளம் காணும் திறன் இல்லாததால் மிகவும் குறிப்பிட்டதாக இருக்காது. இந்த பகுதியை பின்னர் மிக உயர்ந்த குறிப்பிட்ட தன்மைக்கு வழிவகுக்கும் பெப்டைடுகளை அடையாளம் காணும் வரிசையுடன் இணைக்க முடியும். துத்தநாக விரல் உருவங்கள் பல படியெடுத்தல் காரணிகளில் நிகழ்கின்றன. அனைத்து மனித புரதங்களிலும் 8 சதவீதம் காணப்படும் துத்தநாக அயனி, அவற்றின் முப்பரிமாண கட்டமைப்பை ஒழுங்கமைப்பதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. டிரான்ஸ்கிரிப்ஷன் காரணிகளில், இது பெரும்பாலும் புரத-டி. என். ஏ தொடர்பு தளங்களில் அமைந்துள்ளது, அங்கு இது மையக்கருத்தை உறுதிப்படுத்துகிறது. ஒவ்வொரு விரலின் சி-முனையப் பகுதியும் டிஎன்ஏ வரிசையின் குறிப்பிட்ட அங்கீகாரத்திற்கு பொறுப்பாகும். அங்கீகரிக்கப்பட்ட வரிசைகள் குறுகியவை, சுமார் 3 அடிப்படை ஜோடிகளால் ஆனவை, ஆனால் 6 முதல் 8 துத்தநாக விரல்களை இணைப்பதன் மூலம் அதன் அங்கீகார தளங்கள் வகைப்படுத்தப்பட்டுள்ளன, சுமார் 20 அடிப்படை ஜோடிகளின் வரிசைகளுக்கு குறிப்பிட்ட புரதங்களைப் பெற முடியும். எனவே ஒரு குறிப்பிட்ட மரபணுவின் வெளிப்பாட்டைக் கட்டுப்படுத்த முடியும். விலங்குகளில் ஆஞ்சியோஜெனெசிஸ் செயல்முறையை ஊக்குவிக்க இந்த மூலோபாயம் பயன்படுத்தப்படலாம் என்பது நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. இலக்கு டிஎன்ஏ உடைப்பைத் தூண்டுவதற்காக ஒரு எண்டோநியூக்ளீஸின் வினையூக்கி களத்துடன் இந்த வழியில் கட்டப்பட்ட ஒரு புரதத்தை இணைக்கவும் முடியும், எனவே இந்த புரதங்களை மரபணு பொறியியல் கருவிகளாகப் பயன்படுத்தவும் முடியும். இதற்கு பொதுவாக பின்பற்றப்படும் முறை இரண்டு டிஎன்ஏ பிணைப்பு புரதங்களை இணைப்பதை உள்ளடக்கியது-ஒவ்வொன்றும் 3 முதல் 6 குறிப்பாக தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட துத்தநாக விரல்களைக் கொண்டுள்ளன-ஃபோக்ஐ எண்டோநியூக்லீஸின் வினையூக்கி களத்துடன் இரட்டை-ஸ்ட்ராண்ட் டிஎன்ஏவை பிளவுபடுத்த டைமெரைஸ் செய்ய வேண்டும். இரண்டு புரதங்களும் ஒரு சில நியூக்ளியோடைடுகளைத் தவிர இரண்டு டிஎன்ஏ வரிசைகளை அடையாளம் காண்கின்றன. இரண்டு துத்தநாக விரல் புரதங்களையும் அந்தந்த வரிசைகளுடன் இணைப்பது இரண்டு ஃபோக்கிஐ களங்களையும் நெருக்கமாக ஒன்றிணைக்கிறது. ஃபோக்கிஐக்கு நியூக்ளியேஸ் செயல்பாட்டைக் கொண்டிருக்க டைமெரைசேஷன் தேவைப்படுகிறது, இதன் பொருள் ஒவ்வொரு நியூக்ளியேஸ் கூட்டாளியும் ஒரு தனித்துவமான டிஎன்ஏ வரிசையை அங்கீகரிப்பதால் தனித்துவம் வியத்தகு முறையில் அதிகரிக்கிறது. இந்த விளைவை மேம்படுத்த, ஃபோக்ஐ நியூக்ளியேஸ்கள் ஹெட்டோரோடைமர்களாக மட்டுமே செயல்படக்கூடிய வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட வரிசைகளுக்கு குறிப்பிட்ட துத்தநாக விரல் நியூக்ளியேஸ்களை வடிவமைக்க பல அணுகுமுறைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. மிகவும் பரவலானது துத்தநாகம்-விரல் அலகுகளை அறியப்பட்ட தனித்துவங்களுடன் (மாடுலர் அசெம்பிளி) இணைப்பதை உள்ளடக்கியது. சிறந்த தனித்தன்மை மற்றும் சிறந்த உயிரணு சகிப்புத்தன்மையை வழங்கும் சேர்க்கைகளை அடையாளம் காண பாக்டீரியா, ஈஸ்ட் அல்லது பாலூட்டி உயிரணுக்களைப் பயன்படுத்தி பல்வேறு தேர்வு நுட்பங்கள் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன. துத்தநாக விரல் நியூக்ளியேஸ் செயல்பாட்டின் நேரடி மரபணு அளவிலான தன்மை தெரிவிக்கப்படவில்லை என்றாலும், உயிரணுக்களில் உள்ள இரட்டை-ஸ்ட்ராண்ட் டிஎன்ஏ முறிவுகளின் மொத்த எண்ணிக்கையை அளவிடும் ஒரு மதிப்பீட்டில், துத்தநாக விரல் நியூக்ளியேஸ்களால் சிகிச்சையளிக்கப்பட்ட உயிரணுக்களில் 24 பிபி கலப்பு அங்கீகார தளம் மற்றும் கட்டாய ஹெட்டோரோடைமர் ஃபோக்ஐ நியூக்ளியேஸ் களங்களுடன் பின்னணிக்கு மேலே ஒன்று முதல் இரண்டு முறிவுகள் மட்டுமே ஏற்படுகின்றன. ஹெட்டோரோடைமர் செயல்பாட்டு நியூக்ளியேஸ்கள் தேவையற்ற ஹோமோடைமர் செயல்பாட்டின் சாத்தியத்தைத் தவிர்க்கும், இதனால் டி. எஸ். பியின் குறிப்பிட்ட தன்மையை அதிகரிக்கும். ZFNகள் மற்றும் TALEN கட்டமைப்புகளின் நியூக்ளியேஸ் பகுதிகள் ஒரே மாதிரியான பண்புகளைக் கொண்டிருந்தாலும், இந்த வடிவமைக்கப்பட்ட நியூக்ளியேஸ்களுக்கு இடையிலான வேறுபாடு அவற்றின் டிஎன்ஏ அங்கீகார பெப்டைட்டில் உள்ளது. ZFNகள் Cys2-ஹிஸ்2 துத்தநாக விரல்களையும், TALEN கட்டமைப்புகள் TALEகளையும் நம்பியுள்ளன. பெப்டைட் களங்களை அங்கீகரிக்கும் இந்த டிஎன்ஏ இரண்டும் இயற்கையாகவே அவற்றின் புரதங்களில் சேர்க்கைகளில் காணப்படுகின்றன என்ற பண்பைக் கொண்டுள்ளன. சிஸ்2-ஹிஸ்2 துத்தநாக விரல்கள் பொதுவாக 3 பிபி இடைவெளியில் மீண்டும் மீண்டும் நிகழ்கின்றன, மேலும் அவை டிரான்ஸ்கிரிப்ஷன் காரணிகள் போன்ற பல்வேறு நியூக்ளிக் அமிலம் தொடர்பு புரதங்களில் பல்வேறு சேர்க்கைகளில் காணப்படுகின்றன. துத்தநாக விரல் களத்தின் ஒவ்வொரு விரலும் முற்றிலும் சுயாதீனமாக உள்ளது மற்றும் ஒரு விரலின் பிணைப்பு திறன் அதன் அண்டை மூலம் பாதிக்கப்படுகிறது. மறுபுறம் TALE கள் அமினோ அமிலங்களுக்கும் அங்கீகரிக்கப்பட்ட நியூக்ளியோடைடு ஜோடிகளுக்கும் இடையில் ஒன்றுக்கு ஒன்று அங்கீகார விகிதத்துடன் மீண்டும் மீண்டும் காணப்படுகின்றன. துத்தநாக விரல்கள் மற்றும் TALE கள் இரண்டும் மீண்டும் மீண்டும் வடிவங்களில் நிகழ்கின்றன என்பதால், பல்வேறு வகையான வரிசை குறிப்பிட்ட தன்மைகளை உருவாக்க வெவ்வேறு சேர்க்கைகளை முயற்சி செய்யலாம். துத்தநாக விரல்கள் இந்த விதிமுறைகள் மற்றும் அணுகுமுறைகளில் மிகவும் நிறுவப்பட்டுள்ளன, அதாவது மாடுலர் அசெம்பிளி (இங்கு துத்தநாக விரல்கள் ஒரு மும்மடங்கு வரிசையுடன் தொடர்புடையவை, தேவையான வரிசையை மறைக்க ஒரு வரிசையில் இணைக்கப்பட்டுள்ளன), ஓபன் (பெப்டைட் களங்கள் மற்றும் மும்மடங்கு நியூக்ளியோடைடுகளின் குறைந்த-இறுக்கத் தேர்வு, அதைத் தொடர்ந்து பெப்டைட் கலவையின் உயர்-இறுக்கத் தேர்வுகள் மற்றும் பாக்டீரியா அமைப்புகளில் இறுதி இலக்கு), மற்றும் பிற முறைகளில் துத்தநாக விரல் நூலகங்களின் பாக்டீரியா ஒரு கலப்பினத் திரையிடல் ஆகியவை தள குறிப்பிட்ட நியூக்ளியேஸ்களை உருவாக்க பயன்படுத்தப்படுகின்றன. துத்தநாக விரல் நியூக்ளியேஸ்கள் என்பது ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டு கருவிகளாகும், அவை ஏற்கனவே பலவிதமான மரபணுக்களை மாற்றியமைக்க பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன, குறிப்பாக துத்தநாக விரல் கூட்டமைப்பில் உள்ள ஆய்வகங்களால். அமெரிக்க நிறுவனமான சங்கமோ பயோ சயின்சஸ் துத்தநாக விரல் நியூக்ளியேஸ்களைப் பயன்படுத்தி ஸ்டெம் செல்களின் மரபணு பொறியியல் மற்றும் சிகிச்சை நோக்கங்களுக்காக நோயெதிர்ப்பு உயிரணுக்களை மாற்றியமைப்பது குறித்து ஆராய்ச்சி செய்கிறது. மாற்றியமைக்கப்பட்ட டி லிம்போசைட்டுகள் தற்போது ஒரு வகை மூளைக் கட்டிக்கு (கிளியோபிளாஸ்டோமா) சிகிச்சையளிப்பதற்கும், எய்ட்ஸுக்கு எதிரான போராட்டத்திற்கும் கட்டம் I மருத்துவ பரிசோதனைகளுக்கு உட்படுத்தப்படுகின்றன. TALEN டிரான்ஸ்கிரிப்ஷன் ஆக்டிவேட்டர் போன்ற விளைவு நியூக்ளியேஸ்கள் (TALENs) என்பது குறிப்பிட்ட டிஎன்ஏ-பிணைப்பு புரதங்கள் ஆகும், அவை 33 அல்லது 34-அமினோ அமில மறு செய்கைகளின் வரிசையைக் கொண்டுள்ளன. TALEN கள் என்பது ஒரு நியூக்ளியேஸின் டிஎன்ஏ வெட்டும் களத்தை TALE களங்களுடன் இணைப்பதன் மூலம் வடிவமைக்கப்பட்ட செயற்கை கட்டுப்பாட்டு என்சைம்கள் ஆகும், அவை ஒரு தனித்துவமான டிஎன்ஏ வரிசையை குறிப்பாக அடையாளம் காண வடிவமைக்கப்படலாம். இந்த இணைவு புரதங்கள் மரபணு எடிட்டிங் பயன்பாடுகளுக்கு எளிதில் இலக்கு வைக்கக்கூடிய "டிஎன்ஏ கத்தரிக்கோலாக" செயல்படுகின்றன, அவை உயிரணுக்களில் வரிசை செருகுதல், நீக்குதல், பழுதுபார்ப்பு மற்றும் மாற்று போன்ற இலக்கு மரபணு மாற்றங்களைச் செய்ய உதவுகின்றன. டிஎன்ஏ பிணைப்பு களங்கள், எந்தவொரு விரும்பிய டிஎன்ஏ வரிசையையும் பிணைக்க வடிவமைக்கப்படலாம், இது டிஏஎல் விளைவுகளிலிருந்து வருகிறது, டிஎன்ஏ-பிணைப்பு புரதங்கள் தாவர நோய்க்கிருமி சாந்தோமனோஸ் பயன்பாட்டால் வெளியேற்றப்படுகின்றன. TAL விளைபொருள்கள் மீண்டும் மீண்டும் களங்களைக் கொண்டுள்ளன, அவை ஒவ்வொன்றும் 34 அமினோ அமிலங்களின் மிகவும் பாதுகாக்கப்பட்ட வரிசையைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் இலக்கு தளத்திற்குள் ஒரு டிஎன்ஏ நியூக்ளியோடைடை அடையாளம் காண்கின்றன. நியூக்ளியேஸ் இலக்கு தளத்தில் இரட்டை இழைகளை உருவாக்க முடியும், அவை பிழை ஏற்படக்கூடிய ஹோமோலோகஸ் அல்லாத எண்ட்-ஜாய்னிங் (என். எச். இ. ஜே) மூலம் சரிசெய்யப்படலாம், இதன் விளைவாக சிறிய செருகல்கள் அல்லது நீக்குதல்களை அறிமுகப்படுத்துவதன் மூலம் மரபணு இடையூறுகள் ஏற்படுகின்றன. அமினோ அமில நிலைகள் 12 மற்றும் 13 இல் மீண்டும் மீண்டும் மாறக்கூடிய டை-எச்சங்கள் (ஆர். வி. டி) என்று அழைக்கப்படுவதைத் தவிர, ஒவ்வொரு மறு செய்கையும் பாதுகாக்கப்படுகிறது. ஆர். வி. டி. க்கள் TALE பிணைக்கும் டிஎன்ஏ வரிசையை தீர்மானிக்கின்றன. TALE தொடர்ச்சிகளுக்கும் அதனுடன் தொடர்புடைய டிஎன்ஏ வரிசைக்கும் இடையிலான இந்த எளிய ஒன்றுக்கு ஒன்று தொடர்பு, புதிய டிஎன்ஏ வரிசைகளை நேராக அடையாளம் காண மீண்டும் மீண்டும் வரிசைகளைச் சேர்க்கும் செயல்முறையை செய்கிறது. டிரான்ஸ்கிரிப்ஷன் ஆக்டிவேட்டர் போன்ற எஃபெக்டர் நியூக்ளியேஸை (TALEN) உருவாக்க இந்த TALEகளை ஒரு DNA நியூக்ளியேஸ், FokI இலிருந்து வினையூக்கி களத்துடன் இணைக்க முடியும். இதன் விளைவாக உருவாகும் TALEN கட்டமைப்புகள் தனித்தன்மை மற்றும் செயல்பாட்டை இணைத்து, டிஎன்ஏ வரிசைகளை முன்பே தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட தளங்களில் மட்டுமே பிணைத்து பிளவுபடுத்தும் வடிவமைக்கப்பட்ட வரிசை-குறிப்பிட்ட நியூக்ளியேஸ்களை திறம்பட உருவாக்குகின்றன. TALEN இலக்கு அங்கீகார அமைப்பு எளிதில் கணிக்கக்கூடிய குறியீட்டை அடிப்படையாகக் கொண்டது. TAL நியூக்ளியேஸ்கள் அவற்றின் 30 + அடிப்படை ஜோடி பிணைப்பு தளத்தின் நீளம் காரணமாக அவற்றின் இலக்குக்கு குறிப்பிட்டவை. முழு மரபணுவிலும் உள்ள எந்த ஒரு நியூக்ளியோடைடின் 6 அடிப்படை ஜோடி வரம்பிற்குள் டாலென் செய்யப்படலாம். டிஎல்இஎன் கட்டமைப்புகள் வடிவமைக்கப்பட்ட துத்தநாக விரல் நியூக்ளியேஸ்களைப் போலவே பயன்படுத்தப்படுகின்றன, மேலும் இலக்கு மாற்றத்தில் மூன்று நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளனஃ (1) டிஎன்ஏ பிணைப்பு தனித்துவம் அதிகமாக உள்ளது, (2) இலக்கு விளைவுகள் குறைவாக உள்ளன, மற்றும் (3) டிஎன்ஏ-பிணைப்பு களங்களின் கட்டுமானம் எளிதானது. சி. ஆர். ஐ. எஸ். பி. ஆர். சி. ஆர். ஐ. எஸ். பி. ஆர். க்கள் (கிளஸ்டர்டு ரெகுலர்லி இன்டர்ஸ்பேஸ்ட் ஷார்ட் பாலிண்ட்ரோமிக் ரிபீட்ஸ்) என்பது மரபணு கூறுகளாகும், அவை பாக்டீரியாக்கள் வைரஸ்களிலிருந்து பாதுகாக்க ஒரு வகையான பெறப்பட்ட நோய் எதிர்ப்பு சக்தியாகப் பயன்படுத்துகின்றன. அவை வைரஸ் மரபணுக்களில் இருந்து உருவாகி பாக்டீரியா மரபணுவில் இணைக்கப்பட்ட குறுகிய வரிசைகளைக் கொண்டுள்ளன. Cas (CRISPR தொடர்புடைய புரதங்கள்) இந்த வரிசைகளை செயலாக்குகிறது மற்றும் பொருந்தக்கூடிய வைரஸ் டிஎன்ஏ வரிசைகளை வெட்டுகிறது. யூகாரியோடிக் உயிரணுக்களில் காஸ் மரபணுக்கள் மற்றும் குறிப்பாக கட்டமைக்கப்பட்ட சி. ஆர். ஐ. எஸ். பி. ஆர் கொண்ட பிளாஸ்மிட்களை அறிமுகப்படுத்துவதன் மூலம், யூகாரியோடிக் மரபணுவை எந்த விரும்பிய நிலையிலும் வெட்ட முடியும். நியூக்ளியோபேஸ் மாற்றத்தின் மூலம் எடிட்டிங் (அடிப்படை எடிட்டிங்) நியூக்ளிக் அமிலங்களை திறம்பட எடிட் செய்வதற்கான ஆரம்பகால முறைகளில் ஒன்று நியூக்ளிக் அமில வழிகாட்டி வரிசைகளால் இயக்கப்படும் நியூக்ளியோபேஸ் மாற்றியமைக்கும் என்சைம்களைப் பயன்படுத்துகிறது, இது 1990 களில் முதன்முதலில் விவரிக்கப்பட்டது மற்றும் சமீபத்தில் மீண்டும் எழுச்சி கண்டது. இந்த முறை மரபணு டிஎன்ஏ இழைகளை உடைக்க வேண்டிய அவசியமில்லை என்ற நன்மையைக் கொண்டுள்ளது, இதனால் டிஎன்ஏ இழை உடைப்புடன் தொடர்புடைய சீரற்ற செருகல் மற்றும் நீக்குதல்களைத் தவிர்க்கிறது. ஒற்றை நியூக்ளியோடைடு மாற்றங்கள் தேவைப்படும் துல்லியமான எடிட்டிங்கிற்கு மட்டுமே இது பொருத்தமானது மற்றும் இந்த வகை எடிட்டிங்கிற்கு மிகவும் திறமையானதாக இருப்பது கண்டறியப்பட்டுள்ளது. ஆர்குட் என்பது செயற்கை கட்டுப்பாடு டிஎன்ஏ கட்டரைக் குறிக்கிறது, இது கோமியாமாவால் உருவாக்கப்பட்ட ஒரு நுட்பமாகும். இந்த முறை குரோமோசோமுக்குள் பிளவு தளத்தை அடையாளம் காண போலி-நிரப்பு பெப்டைட் நியூக்ளிக் அமிலத்தை (பி. சி. பி. என். ஏ) பயன்படுத்துகிறது. பி. சி. பி. என். ஏ தளத்தைக் குறிப்பிட்டவுடன், சீரியம் (சி. இ) மற்றும் ஈ. டி. டி. ஏ (வேதியியல் கலவை) மூலம் பிரித்தல் மேற்கொள்ளப்படுகிறது, இது ஸ்ப்லைசிங் செயல்பாட்டைச் செய்கிறது. பொறிக்கப்பட்ட நியூக்ளியேஸ்களின் துல்லியம் மற்றும் செயல்திறன் மரபணு எடிட்டிங்கின் மெகனியூக்ளியேஸ்கள் முறை மேலே குறிப்பிட்டுள்ள முறைகளில் மிகக் குறைந்த செயல்திறன் கொண்டது. அதன் டிஎன்ஏ-பிணைப்பு உறுப்பு மற்றும் பிளவுபடுத்தும் உறுப்பின் தன்மை காரணமாக, ஒவ்வொரு 1,000 நியூக்ளியோடைடுகளுக்கும் ஒரு சாத்தியமான இலக்கை அங்கீகரிப்பதில் இது மட்டுப்படுத்தப்பட்டுள்ளது. மெகனியூக்லீஸின் வரம்புகளை சமாளிக்க ZFN உருவாக்கப்பட்டது. ஒவ்வொரு 140 நியூக்ளியோடைட்களிலும் ZFN அடையாளம் காணக்கூடிய சாத்தியமான இலக்குகளின் எண்ணிக்கை ஒன்றாக அதிகரிக்கப்பட்டது. இருப்பினும், இரண்டு முறைகளும் கணிக்க முடியாதவை, ஏனெனில் அவற்றின் டிஎன்ஏ-பிணைப்பு கூறுகள் ஒருவருக்கொருவர் பாதிக்கின்றன. இதன் விளைவாக, அதிக அளவிலான நிபுணத்துவம் மற்றும் நீண்ட மற்றும் விலையுயர்ந்த சரிபார்ப்பு செயல்முறைகள் தேவைப்படுகின்றன. TALE நியூக்ளியேஸ்கள் மிகவும் துல்லியமான மற்றும் குறிப்பிட்ட முறையாக இருப்பதால் முந்தைய இரண்டு முறைகளை விட அதிக செயல்திறனை அளிக்கின்றன. டிஎன்ஏ-பிணைப்பு உறுப்பு TALE துணை அலகுகளின் வரிசையைக் கொண்டிருப்பதால் இது அத்தகைய செயல்திறனை அடைகிறது, அவை ஒவ்வொன்றும் மற்றவர்களிடமிருந்து சுயாதீனமாக ஒரு குறிப்பிட்ட டிஎன்ஏ நியூக்ளியோடைடு சங்கிலியை அடையாளம் காணும் திறனைக் கொண்டுள்ளன, இதன் விளைவாக அதிக எண்ணிக்கையிலான இலக்கு தளங்கள் அதிக துல்லியத்துடன் உள்ளன. மூலக்கூறு உயிரியல் மற்றும் புரத பொறியியலில் குறிப்பிட்ட நிபுணத்துவத்துடன் புதிய TALE நியூக்ளியேஸ்கள் உருவாக்க சுமார் ஒரு வாரம் மற்றும் சில நூறு டாலர்கள் ஆகும். TALE நியூக்ளியேஸ்களுடன் ஒப்பிடும்போது CRISPR நியூக்ளியேஸ்கள் சற்றே குறைந்த துல்லியத்தைக் கொண்டுள்ளன. சி. ஆர். ஐ. எஸ். பி. ஆர் அது தூண்டும் இரட்டை-ஸ்ட்ராண்ட் முறிவை சரிசெய்ய பயன்படுத்தும் வழிகாட்டி ஆர்என்ஏவை உற்பத்தி செய்வதற்காக ஒரு முனையில் ஒரு குறிப்பிட்ட நியூக்ளியோடைடு இருக்க வேண்டிய அவசியத்தால் இது ஏற்படுகிறது. இது விரைவான மற்றும் மலிவான முறையாகக் காட்டப்பட்டுள்ளது, இது இருநூறு டாலர்களுக்கும் குறைவானது மற்றும் சில நாட்கள் மட்டுமே செலவாகும். சி. ஆர். ஐ. எஸ். பி. ஆருக்கு மூலக்கூறு உயிரியலில் குறைந்த அளவு நிபுணத்துவம் தேவைப்படுகிறது, ஏனெனில் வடிவமைப்பு புரதங்களுக்கு பதிலாக வழிகாட்டி ஆர். என். ஏவில் உள்ளது. ZFN மற்றும் TALEN முறைகளை விட CRISPR க்கு உள்ள ஒரு முக்கிய நன்மை என்னவென்றால், அதன் ~ 80n CRISPR sgRNAகளைப் பயன்படுத்தி வெவ்வேறு டிஎன்ஏ காட்சிகளை இலக்காகக் கொள்ள முடியும், அதே நேரத்தில் ZFN மற்றும் TALEN முறைகள் இரண்டிற்கும் ஒவ்வொரு டிஎன்ஏ வரிசையையும் குறிவைக்க உருவாக்கப்பட்ட புரதங்களின் கட்டுமானம் மற்றும் சோதனை தேவைப்படுகிறது. செயலில் உள்ள நியூக்ளியேஸின் இலக்கு செயல்பாடு மரபணு மற்றும் உயிரின மட்டங்களில் ஆபத்தான விளைவுகளை ஏற்படுத்தும் என்பதால், மெகனியூக்ளியேஸ்கள், ZFN கள், CRISPR மற்றும் TALEN-அடிப்படையிலான பியூஷன்களின் துல்லியம் ஆராய்ச்சியின் செயலில் உள்ளது. மாறுபட்ட புள்ளிவிவரங்கள் தெரிவிக்கப்பட்டிருந்தாலும், ZFN கள் TALEN முறைகள் அல்லது RNA-வழிகாட்டப்பட்ட நியூக்ளியேஸ்களை விட அதிக சைட்டோடாக்ஸிசிட்டியைக் கொண்டுள்ளன, அதே நேரத்தில் TALEN மற்றும் RNA-வழிகாட்டப்பட்ட அணுகுமுறைகள் மிகப்பெரிய செயல்திறனையும் குறைவான இலக்கு விளைவுகளையும் கொண்டுள்ளன. டிஎன்ஏ பிணைப்பு மற்றும் நியூக்ளியேஸ் செயல்பாட்டிற்கு இடையிலான அதிகபட்ச கோட்பாட்டு தூரத்தின் அடிப்படையில், TALEN அணுகுமுறைகள் மிகப்பெரிய துல்லியத்தை விளைவிக்கின்றன. மல்டிபிளெக்ஸ் தானியங்கி மரபணு பொறியியல் (MAGE) மரபணு பன்முகத்தன்மை மற்றும் சாத்தியமான அனைத்து தொடர்புடைய பினோட்டைப்களையும் ஆய்வு செய்ய விரும்பும் விஞ்ஞானிகள் மற்றும் ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கான முறைகள் மிகவும் மெதுவானவை, விலையுயர்ந்தவை மற்றும் திறமையற்றவை. இந்த புதிய புரட்சிக்கு முன்னர், ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒற்றை-மரபணு கையாளுதல்களைச் செய்ய வேண்டும் மற்றும் மரபணுவை ஒரு நேரத்தில் ஒரு சிறிய பகுதியை மாற்றியமைக்க வேண்டும், பினோட்டைப்பை அவதானிக்க வேண்டும், மேலும் வெவ்வேறு ஒற்றை-மரபணு கையாளுதலுடன் செயல்முறையைத் தொடங்க வேண்டும். எனவே, ஹார்வர்ட் பல்கலைக்கழகத்தின் வைஸ் இன்ஸ்டிடியூட்டின் ஆராய்ச்சியாளர்கள் மேஜ் என்ற சக்திவாய்ந்த தொழில்நுட்பத்தை வடிவமைத்தனர், இது இன் விவோ மரபணு எடிட்டிங் செயல்முறையை மேம்படுத்துகிறது. இது ஒரு மரபணுவை விரைவாகவும் திறமையாகவும் கையாள அனுமதிக்கிறது, இவை அனைத்தும் ஒரு சிறிய சமையலறை மேசையின் மேல் வைக்கும் அளவுக்கு சிறிய இயந்திரத்தில் நிகழ்கின்றன. அந்த பிறழ்வுகள் பில்லியன் கணக்கான செல்லுலார் பிறழ்வுகளை உருவாக்கும் செல் மைட்டோசிஸின் போது இயற்கையாக நிகழும் மாறுபாட்டுடன் இணைகின்றன. வேதியியல் ரீதியாக இணைந்த, செயற்கை ஒற்றை-இழைகள் கொண்ட டிஎன்ஏ (எஸ்எஸ்டிஎன்ஏ) மற்றும் ஒலிகியோ நியூக்ளியோடைடுகளின் ஒரு குளம் ஆகியவை உயிரணுவின் இலக்கு பகுதிகளில் அறிமுகப்படுத்தப்படுகின்றன, இதன் மூலம் மரபணு மாற்றங்களை உருவாக்குகின்றன. சுழற்சி செயல்முறை எஸ். எஸ். டி. என். ஏ (மின்னாற்றல் மூலம்) மாற்றத்தை உள்ளடக்கியது, அதைத் தொடர்ந்து வளர்ச்சி, இதன் போது பாக்டீரியோபேஜ் ஹோமோலோகஸ் மறுசீரமைப்பு புரதங்கள் எஸ். எஸ். டி. என். ஏக்களை அவற்றின் மரபணு இலக்குகளுக்கு மாற்றியமைப்பதை மத்தியஸ்தம் செய்கின்றன. தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட பினோடிபிக் குறிப்பான்களை இலக்காகக் கொண்ட சோதனைகள் வேறுபட்ட ஊடகங்களில் செல்களை பூசுவதன் மூலம் திரையிடப்பட்டு அடையாளம் காணப்படுகின்றன. ஒவ்வொரு சுழற்சியும் இறுதியில் 2.5 மணி நேரம் எடுக்கும், ஐசோஜெனிக் கலாச்சாரங்களை வளர்ப்பதற்கும் பிறழ்வுகளை வகைப்படுத்துவதற்கும் கூடுதல் நேரம் தேவைப்படுகிறது. பல தளங்களை இலக்காகக் கொண்ட முடஜெனிக் எஸ்எஸ்டிஎன்ஏக்களின் நூலகங்களை மீண்டும் மீண்டும் அறிமுகப்படுத்துவதன் மூலம், மேஜ் ஒரு செல் மக்கள்தொகையில் ஒருங்கிணைந்த மரபணு பன்முகத்தன்மையை உருவாக்க முடியும். ஒற்றை நியூக்ளியோடைடு அடிப்படை ஜோடிகள் முதல் முழு மரபணு அல்லது மரபணு நெட்வொர்க்குகள் வரை ஒரே நேரத்தில் 50 மரபணு திருத்தங்கள் வரை இருக்கலாம், சில நாட்களில் முடிவுகள் கிடைக்கும். மேஜ் சோதனைகளை மூன்று பிரிவுகளாகப் பிரிக்கலாம், அவை வெவ்வேறு அளவிலான அளவுகள் மற்றும் சிக்கல்களால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றனஃ (i) பல இலக்கு தளங்கள், ஒற்றை மரபணு பிறழ்வுகள்; (ii) ஒற்றை இலக்கு தளம், பல மரபணு பிறழ்வுகள்; மற்றும் (iii) பல இலக்கு தளங்கள், பல மரபணு பிறழ்வுகள். மூன்றாம் வகுப்பின் ஒரு எடுத்துக்காட்டு 2009 இல் பிரதிபலித்தது, அங்கு சர்ச் மற்றும் சகாக்கள் சாதாரண அளவை விட ஐந்து மடங்கு லைகோபீனை உற்பத்தி செய்ய எஸ்கெரிச்சியா கோலியை நிரல் செய்ய முடிந்தது, இது பொதுவாக தக்காளி விதைகளில் காணப்படும் ஒரு ஆக்ஸிஜனேற்றியாகும் மற்றும் புற்றுநோய் எதிர்ப்பு பண்புகளுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. ஐசோபிரினாய்டு லைகோபீனை அதிகமாக உற்பத்தி செய்ய எஸ்கெரிச்சியா கோலியில் உள்ள 1-டியோக்ஸி-டி-சைலுலோஸ்-5-பாஸ்பேட் (டி. எக்ஸ். பி) வளர்சிதை மாற்ற பாதையை மேம்படுத்த அவர்கள் மேஜைப் பயன்படுத்தினர். இது அவர்களுக்கு சுமார் 3 நாட்கள் மற்றும் 1,000 டாலருக்கும் அதிகமான பொருட்களை எடுத்தது. உயிரியல் பொறியியல், உயிர் ஆற்றல், உயிரியல் மருத்துவ பொறியியல், செயற்கை உயிரியல், மருந்து, விவசாயம் மற்றும் இரசாயனத் தொழில்களில் முக்கியமான சேர்மங்களின் உற்பத்தி மற்றும் உற்பத்தியை தொழில்துறைகள் எவ்வாறு அணுகுகின்றன என்பதை MAGE மரபணுக்களை மாற்றக்கூடிய எளிமை, வேகம் மற்றும் செலவு செயல்திறன் மாற்றும். 2012 ஆம் ஆண்டு நிலவரப்படி, தாவரங்கள் முதல் விலங்குகள் வரை பரந்த அளவிலான சோதனை அமைப்புகளுக்கு திறமையான மரபணு எடிட்டிங் உருவாக்கப்பட்டது, பெரும்பாலும் மருத்துவ ஆர்வத்திற்கு அப்பாற்பட்டது, மேலும் ஆராய்ச்சி ஆய்வகங்களில் ஒரு நிலையான சோதனை உத்தியாக மாறி வருகிறது. சமீபத்திய தலைமுறை எலிகள், ஜீப்ராஃபிஷ், மக்காச்சோளம் மற்றும் புகையிலை ZFN-மத்தியஸ்தம் செய்யப்பட்ட பிறழ்வுகள் மற்றும் TALEN-அடிப்படையிலான அணுகுமுறைகளின் மேம்பாடுகள் முறைகளின் முக்கியத்துவத்தை சான்றளிக்கின்றன, மேலும் பட்டியல் வேகமாக விரிவடைந்து வருகிறது. பொறிக்கப்பட்ட நியூக்ளியேஸ்களுடன் மரபணு எடிட்டிங் தாவரங்கள் மற்றும் விலங்குகளில் மரபணு செயல்பாடுகளைப் படிப்பது முதல் மனிதர்களில் மரபணு சிகிச்சை வரை வாழ்க்கை அறிவியலின் பல துறைகளுக்கு பங்களிக்கும். உதாரணமாக, புதிய செயல்பாடுகளைச் செய்ய உயிரணுக்கள் மற்றும் உயிரினங்களை வடிவமைப்பதை நோக்கமாகக் கொண்ட செயற்கை உயிரியல் துறை, மரபணு கூறுகளைச் சேர்ப்பதற்கோ அகற்றுவதற்கோ வடிவமைக்கப்பட்ட நியூக்ளியேஸின் திறனிலிருந்து பயனடைய வாய்ப்புள்ளது, எனவே சிக்கலான அமைப்புகளை உருவாக்குகிறது. கூடுதலாக, வடிவமைக்கப்பட்ட நியூக்ளியேஸ்களுடன் கூடிய ஸ்டெம் செல்களைப் பயன்படுத்தி மரபணு செயல்பாடுகளை ஆய்வு செய்யலாம். இந்த முறை மேற்கொள்ளக்கூடிய சில குறிப்பிட்ட பணிகள் கீழே பட்டியலிடப்பட்டுள்ளனஃ இலக்கு மரபணு பிறழ்வு மரபணு சிகிச்சை குரோமோசோம் மறுசீரமைப்பை உருவாக்குவது ஸ்டெம் செல்களுடன் மரபணு செயல்பாட்டை ஆய்வு செய்வது மரபணு மாற்றப்பட்ட விலங்குகள் எண்டோஜெனஸ் மரபணு லேபிளிங் இலக்கு மரபணு சேர்த்தல் விலங்குகளில் இலக்கு மரபணு மாற்றம் மரபணு பொறியியலில் சமீபத்திய கண்டுபிடிப்புகளின் கலவை, குறிப்பாக மரபணு எடிட்டிங் மற்றும் கால்நடை இனப்பெருக்க தொழில்நுட்பங்களில் சமீபத்திய முன்னேற்றம் (எ. கா. இன் விட்ரோ எம்பிரியோ கலாச்சாரம்) செயற்கை மிகவும் குறிப்பிட்ட எண்டோநியூக்ளியேஸ்களைப் பயன்படுத்தி கருவுற்ற ஓசைட்களில் நேரடியாக மரபணு திருத்தத்தை அனுமதிக்கிறது. ஆர்என்ஏ-வழிகாட்டப்பட்ட எண்டோநியூக்ளியேஸ்கள்ஃ கிளஸ்டர் செய்யப்பட்ட வழக்கமான இடைப்பட்ட குறுகிய பாலிண்ட்ரோமிக் மறுபயன்பாடுகள் தொடர்புடைய Cas9 (CRISPR/Cas9) ஒரு புதிய கருவியாகும், இது கிடைக்கக்கூடிய முறைகளின் வரம்பை மேலும் அதிகரிக்கிறது. குறிப்பாக சி. ஆர். ஐ. எஸ். பி. ஆர்/காஸ் 9 வடிவமைக்கப்பட்ட எண்டோநியூக்ளியேஸ்கள் பாலூட்டிகளில் சைட்டோபிளாஸ்மிக் டைரக்ட் இன்ஜெக்ஷன் (சி. டி. ஐ) மூலம் ஒரே கட்டத்தில் ஒரே நேரத்தில் நாக்அவுட்களுக்கு (கோ) பல வழிகாட்டி ஆர்என்ஏக்களைப் பயன்படுத்த அனுமதிக்கிறது. மேலும், அட்லாண்டிக் சால்மன் போன்ற மீன்வளர்ப்பில் சில வகையான மீன்களுக்கு மரபணு எடிட்டிங் பயன்படுத்தப்படலாம். மீன்களில் மரபணு எடிட்டிங் தற்போது சோதனைக்குரியது, ஆனால் சாத்தியக்கூறுகளில் வளர்ச்சி, நோய் எதிர்ப்பு, மலட்டுத்தன்மை, கட்டுப்படுத்தப்பட்ட இனப்பெருக்கம் மற்றும் நிறம் ஆகியவை அடங்கும். இந்த பண்புகளைத் தேர்ந்தெடுப்பது மிகவும் நிலையான சூழலுக்கும் மீன்களுக்கு சிறந்த நலனுக்கும் உதவும். அக்வா அட்வான்டேஜ் சால்மன் என்பது ஆக்வா பவுண்டி டெக்னாலஜிஸ் உருவாக்கிய மரபணு மாற்றப்பட்ட அட்லாண்டிக் சால்மன் ஆகும். அட்லாண்டிக் சால்மனில் உள்ள வளர்ச்சி ஹார்மோன்-கட்டுப்படுத்தும் மரபணு பசிபிக் சினூக் சால்மனில் இருந்து வளர்ச்சி ஹார்மோன்-கட்டுப்படுத்தும் மரபணுவால் மாற்றப்படுகிறது மற்றும் கடல் பவுட்டில் இருந்து ஒரு ஊக்குவிப்பு வரிசை ஒற்றை செல் டிரான்ஸ்கிரிப்டோமிக்ஸ், மரபணு எடிட்டிங் மற்றும் புதிய ஸ்டெம் செல் மாதிரிகள் ஆகியவற்றின் இணையான வளர்ச்சிக்கு நன்றி, செயல்பாட்டு மரபியல் இனி விலங்கு மாதிரிகளுக்கு மட்டுப்படுத்தப்படவில்லை, ஆனால் மனித மாதிரிகளில் நேரடியாக நிகழ்த்தக்கூடிய அறிவியல் ரீதியாக உற்சாகமான காலகட்டத்தில் நாம் இப்போது நுழைகிறோம். ஒற்றை செல் மரபணு வெளிப்பாடு பகுப்பாய்வு மனித வளர்ச்சியின் ஒரு டிரான்ஸ்கிரிப்ஷனல் சாலை வரைபடத்தைத் தீர்த்துள்ளது, இதிலிருந்து செயல்பாட்டு ஆய்வுகளுக்காக முக்கிய கேண்டிடேட் மரபணுக்கள் அடையாளம் காணப்படுகின்றன. பரிசோதனையை வழிநடத்த உலகளாவிய டிரான்ஸ்கிரிப்டோமிக்ஸ் தரவைப் பயன்படுத்தி, சி. ஆர். ஐ. எஸ். பி. ஆர் அடிப்படையிலான மரபணு எடிட்டிங் கருவி மனித அமைப்பில் செயல்பாட்டை தெளிவுபடுத்துவதற்காக முக்கிய மரபணுக்களை சீர்குலைப்பது அல்லது அகற்றுவதை சாத்தியமாக்கியுள்ளது. மெகனியூக்லீஸ், இசட்எஃப்என்எஸ் மற்றும் டேல்என் ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி தாவரங்களின் மரபணுத் திருத்தத்தில் இலக்கு வைக்கப்பட்ட மரபணு மாற்றம் தாவரங்களில் மரபணு கையாளுதலுக்கான ஒரு புதிய மூலோபாயத்தை வழங்குகிறது, மேலும் அவை எண்டோஜெனஸ் மரபணுக்களை மாற்றியமைப்பதன் மூலம் விரும்பிய தாவர பண்புகளின் பொறியியலுக்கு உதவக்கூடும். உதாரணமாக, முக்கிய பயிர் இனங்களில் தள-குறிப்பிட்ட மரபணு சேர்க்கை 'பண்பு அடுக்குக்கு' பயன்படுத்தப்படலாம், இதன் மூலம் பல விரும்பிய பண்புகள் இனப்பெருக்க செயல்முறைகளின் போது அவற்றின் இணை பிரிவினையை உறுதிப்படுத்த உடல் ரீதியாக இணைக்கப்பட்டுள்ளன. இதுபோன்ற நிகழ்வுகளில் முன்னேற்றம் சமீபத்தில் அராபிடோப்ஸிஸ் தலியானா மற்றும் ஜீ மேஸ் ஆகியவற்றில் பதிவாகியுள்ளது. அராபிடோப்ஸிஸ் தாலியானாவில், இசட்எப்என்-உதவி மரபணு இலக்கைப் பயன்படுத்தி, இரண்டு களைக்கொல்லி-எதிர்ப்பு மரபணுக்கள் (புகையிலை அசிட்டோலாக்டேட் சிந்தேஸ் சூரா மற்றும் எஸ்யுஆர்பி) எஸ்யுஆர் லோகிக்கு அறிமுகப்படுத்தப்பட்டன, அவை 2 சதவீதம் வரை பிறழ்வுகளுடன் மாற்றப்பட்ட செல்களைக் கொண்டுள்ளன. சியா மேஸில், இலக்கு இருப்பிடத்தின் இடையூறு ZFN-தூண்டப்பட்ட DSB களால் அடையப்பட்டது மற்றும் இதன் விளைவாக NHEJ. இந்த வழக்கில் இலக்கு வைக்கப்பட்ட எண்டோஜெனஸ் லோகஸ் IPK1 க்குள் களைக்கொல்லி-சகிப்புத்தன்மை மரபணு வெளிப்பாடு கேசட்டை (PAT) இயக்க ZFN பயன்படுத்தப்பட்டது. மீளுருவாக்கம் செய்யப்பட்ட தாவரங்களில் காணப்பட்ட இத்தகைய மரபணு மாற்றம் பரம்பரை ரீதியாகக் கண்டறியப்பட்டு அடுத்த தலைமுறைக்கு பரவியது. பயிர் மேம்பாட்டில் மரபணு எடிட்டிங் நுட்பங்களைப் பயன்படுத்துவதற்கான ஒரு வெற்றிகரமான உதாரணம் வாழைப்பழத்தில் காணப்படுகிறது, அங்கு விஞ்ஞானிகள் CRISPR/Cas9 எடிட்டிங்கைப் பயன்படுத்தி வாழைப்பழத்தின் B மரபணுவில் உள்ள எண்டோஜெனஸ் வாழைப்பழ ஸ்ட்ரீக் வைரஸை செயலிழக்கச் செய்தனர். வாழைப்பழ இனப்பெருக்கத்தில் ஒரு பெரிய சவாலை சமாளிக்க. கூடுதலாக, TALEN அடிப்படையிலான மரபணு பொறியியல் விரிவாக சோதிக்கப்பட்டு தாவரங்களில் பயன்படுத்த உகந்ததாக உள்ளது. சோயாபீன் எண்ணெய் பொருட்களின் தரத்தை மேம்படுத்துவதற்கும், உருளைக்கிழங்கின் சேமிப்பு திறனை அதிகரிப்பதற்கும் அமெரிக்க உணவு மூலப்பொருள் நிறுவனமான கலிக்ஸ்ட்டால் TALEN இணைப்புகள் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன, ZFN-மத்தியஸ்த இலக்கைப் பயன்படுத்தி தாவர மரபணுக்களைத் திருத்துவதை மேம்படுத்துவதற்காக பல தேர்வுகள் செய்யப்பட வேண்டும். நம்பகமான வடிவமைப்பு மற்றும் நியூக்ளியேஸ்களின் அடுத்தடுத்த சோதனை, நியூக்ளியேஸ்களின் நச்சுத்தன்மை இல்லாதது, இலக்கு வைக்க தாவர திசுவின் பொருத்தமான தேர்வு, நொதி செயல்பாட்டைத் தூண்டுவதற்கான வழிகள், ஆஃப்-டார்கெட் முடஜெனெசிஸ் இல்லாதது மற்றும் பிறழ்ந்த நிகழ்வுகளின் நம்பகமான கண்டறிதல் தேவை. தாவரங்களில் CRISPR/Cas9 க்கான ஒரு பொதுவான விநியோக முறை அக்ரோபாக்டீரியம் அடிப்படையிலான மாற்றமாகும். டி-டிஎன்ஏ ஒரு டி4எஸ்எஸ் பொறிமுறையால் தாவர மரபணுவில் நேரடியாக அறிமுகப்படுத்தப்படுகிறது. Cas9 மற்றும் gRNA-அடிப்படையிலான வெளிப்பாடு கேசட்டுகள் Ti பிளாஸ்மிட்களாக மாற்றப்படுகின்றன, அவை தாவர பயன்பாட்டிற்காக அக்ரோபாக்டீரியமாக மாற்றப்படுகின்றன. உயிருள்ள தாவரங்களில் Cas9 விநியோகத்தை மேம்படுத்த, வைரஸ்கள் மிகவும் பயனுள்ள டிரான்ஸ்ஜீன் விநியோகத்தைப் பயன்படுத்துகின்றன. ஆராய்ச்சி மரபணு சிகிச்சை சிறந்த மரபணு சிகிச்சை நடைமுறை என்பது குறைபாடுள்ள மரபணுவை அதன் இயற்கையான இடத்தில் ஒரு சாதாரண அல்லீலுடன் மாற்றுவதாகும். பெரும்பாலும் மரபணுவின் ஒரு சிறிய விகிதாச்சாரத்தை மட்டுமே மாற்ற வேண்டியிருக்கும் போது முழு குறியீட்டு வரிசைகள் மற்றும் ஒழுங்குமுறை வரிசைகளை சேர்க்க வேண்டிய அவசியமில்லை என்பதால் இது ஒரு வைரஸ் மூலம் வழங்கப்பட்ட மரபணுவை விட சாதகமானது. ஓரளவு மாற்றப்பட்ட மரபணுக்களின் வெளிப்பாடு வைரஸ் திசையன்களால் கொண்டு செல்லப்படும் முழு மரபணுக்களை விட சாதாரண உயிரணு உயிரியலுடன் மிகவும் ஒத்துப்போகிறது. TALEN-அடிப்படையிலான மரபணு எடிட்டிங்கின் முதல் மருத்துவ பயன்பாடு 2015 ஆம் ஆண்டில் 11 மாத குழந்தைக்கு CD19 + கடுமையான லிம்போபிளாஸ்டிக் லுகேமியா சிகிச்சையில் இருந்தது. மாற்றியமைக்கப்பட்ட நன்கொடையாளர் டி செல்கள் லுகேமியா செல்களைத் தாக்குவதற்கும், அலெம்டுசுமாப்பை எதிர்ப்பதற்கும், அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட பிறகு புரவலன் நோயெதிர்ப்பு மண்டலத்தால் கண்டறியப்படுவதைத் தவிர்ப்பதற்கும் வடிவமைக்கப்பட்டன. டவுன் சிண்ட்ரோம், ஸ்பைனா பைஃபிடா, அனென்செஃபாலி மற்றும் டர்னர் மற்றும் க்ளைன்ஃபெல்டர் சிண்ட்ரோம்கள் போன்ற மரபணு நோய்களை ஏற்படுத்தும் மரபணு பிறழ்வுகளை சரிசெய்ய முயற்சிக்க CRISPR-Cas9 ஐப் பயன்படுத்தி உயிரணுக்கள் மற்றும் விலங்குகளில் விரிவான ஆராய்ச்சி செய்யப்பட்டுள்ளது. பிப்ரவரி 2019 இல், கலிபோர்னியாவின் ரிச்மண்டை தலைமையிடமாகக் கொண்ட சங்கமோ தெரபியூட்டிக்ஸ் உடன் பணிபுரியும் மருத்துவ விஞ்ஞானிகள், ஹண்டர் சிண்ட்ரோம் உள்ள ஒரு நோயாளிக்கு டி. என். ஏவை நிரந்தரமாக மாற்றுவதற்கான முதல் "உடலில்" மனித மரபணு எடிட்டிங் சிகிச்சையை அறிவித்தனர். ஜிங்க் ஃபிங்கர் நியூக்ளியேஸ் (ZFN) ஐப் பயன்படுத்தி மரபணு எடிட்டிங் சம்பந்தப்பட்ட சங்கமோவின் மருத்துவ பரிசோதனைகள் நடந்து வருகின்றன. நோய்களை ஒழிக்கும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் CRISPR-Cas9 மரபணு இயக்கிகளைப் பயன்படுத்தி மலேரியாவுக்கான திசையனான ஏ. காம்பியாவில் மலட்டுத்தன்மையுடன் தொடர்புடைய மரபணுக்களை மாற்றியமைத்துள்ளனர். இந்த நுட்பம் மஞ்சள் காய்ச்சல், டெங்கு மற்றும் ஜிகா போன்ற பிற திசையன் மூலம் பரவும் நோய்களை ஒழிப்பதில் மேலும் தாக்கங்களை ஏற்படுத்துகிறது. CRISPR-Cas9 அமைப்பு மருத்துவ மரபணு வகைகள் அல்லது தொற்றுநோயியல் தனிமைப்படுத்தல்களை இலக்காகக் கொண்டு எந்தவொரு பாக்டீரியா இனங்களின் மக்கள்தொகையையும் மாற்றியமைக்க திட்டமிடப்படலாம். இது நோய்க்கிருமிகளை அகற்றுவதன் மூலம் தீங்கு விளைவிக்கும் பாக்டீரியாக்களை விட பயனுள்ள பாக்டீரியா இனங்களைத் தேர்ந்தெடுக்கும் வகையில் செயல்படுத்த முடியும், இது பரந்த-ஸ்பெக்ட்ரம் நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பிகளை விட ஒரு நன்மையை வழங்குகிறது. எச். ஐ. வி, ஹெர்பெஸ் மற்றும் ஹெபடைடிஸ் பி வைரஸ் போன்ற மனித வைரஸ்களை குறிவைக்கும் சிகிச்சைகளுக்கான வைரஸ் தடுப்பு பயன்பாடுகள் ஆராய்ச்சியில் உள்ளன. வைரஸ் செல்-மேற்பரப்பு ஏற்பி புரதங்களை குறியாக்கம் செய்யும் மரபணுக்களை சீர்குலைக்க வைரஸ் அல்லது புரவலனை குறிவைக்க சி. ஆர். ஐ. எஸ். பி. ஆர் பயன்படுத்தப்படலாம். நவம்பர் 2018 இல், சி. சி. ஆர் 5 க்கான மரபணுவை முடக்க முயற்சிக்க, இரண்டு மனித கருக்களைத் திருத்தியதாக ஹி ஜியாங்குய் அறிவித்தார், இது எச். ஐ. வி செல்களுக்குள் நுழைய பயன்படுத்தும் ஏற்பிக்கான குறியீடாகும். சில வாரங்களுக்கு முன்பு லுலு மற்றும் நானா என்ற இரட்டைப் பெண்கள் பிறந்ததாக அவர் கூறினார். சிறுமிகள் இன்னும் ஊனமுற்ற சி. சி. ஆர் 5 (மொசைசிசம்) உடன் சி. சி. ஆர் 5 இன் செயல்பாட்டு நகல்களை எடுத்துச் சென்றதாகவும், இன்னும் எச். ஐ. வி நோயால் பாதிக்கப்படக்கூடியவர்களாக இருப்பதாகவும் அவர் கூறினார். இந்த வேலை நெறிமுறையற்றது, ஆபத்தானது மற்றும் முன்கூட்டியது என்று பரவலாக கண்டிக்கப்பட்டது. ஜனவரி 2019 இல், சீனாவில் உள்ள விஞ்ஞானிகள் ஐந்து ஒத்த குளோன் செய்யப்பட்ட மரபணு-திருத்தப்பட்ட குரங்குகளை உருவாக்கியதாக தெரிவித்தனர், அதே குளோனிங் நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி ஜாங் ஜாங் மற்றும் ஹுவா ஹுவா-முதல் குளோன் செய்யப்பட்ட குரங்குகள்-மற்றும் டோலி செம்மறி ஆடுகள், அதே மரபணு-எடிட்டிங் க்ரிஸ்பர்-காஸ் 9 நுட்பம் முதல் மரபணு-மாற்றியமைக்கப்பட்ட மனித குழந்தைகளான லுலு மற்றும் நானாவை உருவாக்க ஹி ஜியாங்குய் பயன்படுத்தியதாகக் கூறப்படுகிறது. பல மருத்துவ நோய்களைப் படிப்பதற்காக குரங்கு குளோன்கள் உருவாக்கப்பட்டன. வாய்ப்புகள் மற்றும் வரம்புகள் எதிர்காலத்தில், வடிவமைக்கப்பட்ட நியூக்ளியேஸ்களுடன் மரபணு எடிட்டிங் குறித்த ஆராய்ச்சியின் ஒரு முக்கியமான குறிக்கோள் நியூக்ளியேஸ்களின் செயல்பாட்டின் பாதுகாப்பு மற்றும் குறிப்பிட்ட தன்மையை மேம்படுத்துவதாக இருக்க வேண்டும். எடுத்துக்காட்டாக, இலக்கு நிகழ்வுகளைக் கண்டறியும் திறனை மேம்படுத்துவது அவற்றைத் தடுப்பதற்கான வழிகளைப் பற்றி அறிந்து கொள்ளும் திறனை மேம்படுத்தும். கூடுதலாக, ZFN களில் பயன்படுத்தப்படும் துத்தநாக விரல்கள் அரிதாகவே முற்றிலும் குறிப்பிட்டவை, மேலும் சில நச்சு எதிர்வினையை ஏற்படுத்தக்கூடும். இருப்பினும், ZFN இன் பிளவு களத்தில் செய்யப்பட்ட மாற்றங்களால் நச்சுத்தன்மை குறைக்கப்படுவதாக தெரிவிக்கப்பட்டுள்ளது. கூடுதலாக, வடிவமைக்கப்பட்ட நியூக்ளியேஸ்களுடன் மரபணுவை மாற்றியமைப்பதில் டானா கரோலின் ஆராய்ச்சி டி. என். ஏவின் அடிப்படை மறுசீரமைப்பு மற்றும் பழுதுபார்க்கும் இயந்திரங்களைப் பற்றி நன்கு புரிந்துகொள்ள வேண்டியதன் அவசியத்தைக் காட்டுகிறது. எதிர்காலத்தில், இரண்டாம் நிலை இலக்குகளை அடையாளம் காண ஒரு சாத்தியமான முறை ZFN களை வெளிப்படுத்தும் உயிரணுக்களில் இருந்து உடைந்த முனைகளைப் பிடிப்பதும், உயர்-செயல்திறன் வரிசைமுறையைப் பயன்படுத்தி பக்கவாட்டு டி. என். ஏவை வரிசைப்படுத்துவதும் ஆகும். சி. ஆர். ஐ. எஸ். பி. ஆரின் பயன்பாட்டின் எளிமை மற்றும் செலவு-செயல்திறன் காரணமாக, தற்போது இது குறித்து விரிவான ஆராய்ச்சி மேற்கொள்ளப்பட்டு வருகிறது. சி. ஆர். ஐ. எஸ். பி. ஆர் கண்டுபிடிப்பு எவ்வளவு சமீபத்தியதாக இருந்தாலும், இப்போது ZFN மற்றும் TALEN ஐ விட சி. ஆர். ஐ. எஸ். பி. ஆர் பற்றி அதிகமான வெளியீடுகள் உள்ளன. CRISPR மற்றும் TALEN இரண்டும் அவற்றின் துல்லியம் மற்றும் செயல்திறன் காரணமாக பெரிய அளவிலான தயாரிப்புகளில் செயல்படுத்தப்பட வேண்டிய தேர்வுகளாக விரும்பப்படுகின்றன. செயற்கை மரபணு பொறியியல் இல்லாத இயற்கையான செயல்முறையாகவும் மரபணு எடிட்டிங் நிகழ்கிறது. மரபணு குறியீடுகளைத் திருத்தும் திறன் கொண்ட முகவர்கள் வைரஸ்கள் அல்லது சப் வைரல் ஆர்என்ஏ-முகவர்கள் ஆவர். தலைகீழ் மரபியலில் பல முறைகளை விட GEEN அதிக செயல்திறனைக் கொண்டிருந்தாலும், அது இன்னும் மிகவும் திறமையானதாக இல்லை; பல சந்தர்ப்பங்களில் சிகிச்சையளிக்கப்பட்ட மக்கள்தொகையில் பாதிக்கும் குறைவானவர்கள் விரும்பிய மாற்றங்களைப் பெறுகிறார்கள். எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு பிறழ்வை உருவாக்க உயிரணுவின் என். எச். இ. ஜே. ஐப் பயன்படுத்த ஒருவர் திட்டமிடும்போது, உயிரணுவின் எச். டி. ஆர் அமைப்புகளும் குறைந்த பிறழ்வு விகிதங்களுடன் டி. எஸ். பி. யை சரிசெய்யும் பணியில் இருக்கும். பாரம்பரியமாக, எலிகள் ஒரு நோய் மாதிரியின் புரவலராக ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு மிகவும் பொதுவான தேர்வாக உள்ளன. பன்றிகள், நாய்கள் மற்றும் மனிதரல்லாத விலங்கினங்கள் போன்ற பெரிய விலங்குகளில் மரபணு மாற்ற நோய் மாதிரிகளை உருவாக்குவதன் மூலம் இந்த மாதிரிக்கும் மனித மருத்துவ பரிசோதனைகளுக்கும் இடையிலான இடைவெளியைக் குறைக்க CRISPR உதவும். CRISPR-Cas9 அமைப்பைப் பயன்படுத்தி, திட்டமிடப்பட்ட Cas9 புரதம் மற்றும் sgRNA ஆகியவை உரமிடப்பட்ட ஜைகோட்டுகளில் நேரடியாக அறிமுகப்படுத்தப்படலாம், இதனால் கொறித்துண்ணிகளில் மரபணு மாற்ற மாதிரிகளை உருவாக்கும் போது விரும்பிய மரபணு மாற்றங்களை அடைய முடியும். இது மரபணு மாற்றப்பட்ட கோடுகளை உருவாக்குவதில் வழக்கமான உயிரணு இலக்கு கட்டத்தை புறக்கணிக்க அனுமதிக்கிறது, இதன் விளைவாக, இது உற்பத்தி நேரத்தை 90 சதவீதம் குறைக்கிறது. சி. ஆர். ஐ. எஸ். பி. ஆர் அதன் செயல்திறனுடன் கொண்டு வரும் ஒரு சாத்தியக்கூறு ஜெனோ டிரான்ஸ்ப்லான்டேஷனின் பயன்பாடு ஆகும். முந்தைய ஆராய்ச்சி சோதனைகளில், சி. ஆர். ஐ. எஸ். பி. ஆர் எண்டோஜெனஸ் ரெட்ரோ வைரஸ்களை குறிவைத்து அகற்றும் திறனை நிரூபித்தது, இது நோய்களை பரப்பும் அபாயத்தைக் குறைக்கிறது மற்றும் நோயெதிர்ப்பு தடைகளை குறைக்கிறது. இந்த சிக்கல்களை அகற்றுவது நன்கொடையாளர் உறுப்பு செயல்பாட்டை மேம்படுத்துகிறது, இது இந்த பயன்பாட்டை ஒரு யதார்த்தத்திற்கு நெருக்கமாகக் கொண்டுவருகிறது. தாவரங்களில், மரபணுத் திருத்தம் என்பது பல்லுயிர்ப் பாதுகாப்புக்கு ஒரு சாத்தியமான தீர்வாகக் கருதப்படுகிறது. மரபணு இயக்கி என்பது ஆக்கிரமிப்பு இனங்களின் இனப்பெருக்க விகிதத்தை மாற்றுவதற்கான ஒரு சாத்தியமான கருவியாகும், இருப்பினும் குறிப்பிடத்தக்க தொடர்புடைய அபாயங்கள் உள்ளன. மனித மேம்பாடு பல டிரான்ஸ்யூமனிஸ்டுகள் மரபணு எடிட்டிங்கை மனித மேம்பாட்டுக்கான சாத்தியமான கருவியாகப் பார்க்கிறார்கள். ஆஸ்திரேலிய உயிரியலாளரும் மரபியல் பேராசிரியருமான டேவிட் ஆண்ட்ரூ சின்க்ளேர் குறிப்பிடுகையில், "மரபணுத் திருத்தத்துடன் கூடிய புதிய தொழில்நுட்பங்கள் தனிநபர்களுக்கு (.) ஆரோக்கியமான குழந்தைகளைப் பெற (.) வடிவமைப்பாளர் குழந்தைகளைப் பயன்படுத்த அனுமதிக்கும்". உயிர் நெறிமுறைகள் குறித்த நஃபீல்ட் கவுன்சிலின் செப்டம்பர் 2016 அறிக்கையின்படி, எதிர்காலத்தில் மற்ற உயிரினங்களிலிருந்து வரும் மரபணுக்கள் அல்லது முற்றிலும் செயற்கை மரபணுக்களைக் கொண்ட மக்களை மேம்படுத்த முடியும், எடுத்துக்காட்டாக, இரவு பார்வை மற்றும் வாசனை உணர்வை மேம்படுத்தலாம். குறைந்த தூக்கத் தேவை, அல்சைமர் நோயிலிருந்து பாதுகாக்கும் அறிவாற்றல் தொடர்பான மாற்றங்கள், நோய் எதிர்ப்புகள் மற்றும் மேம்பட்ட கற்றல் திறன்கள் போன்ற சாதகமான பண்புகளுக்கான சாத்தியமான மரபணு மாற்றங்களின் பட்டியலை ஜார்ஜ் சர்ச் தொகுத்துள்ளார். அமெரிக்க தேசிய அறிவியல் அகாடமி மற்றும் தேசிய மருத்துவ அகாடமி ஆகியவை பிப்ரவரி 2017 இல் ஒரு அறிக்கையை வெளியிட்டன, இது மனித மரபணு திருத்தத்திற்கு தகுதிவாய்ந்த ஆதரவை வழங்கியது. பாதுகாப்பு மற்றும் செயல்திறன் சிக்கல்களுக்கு பதில்கள் கண்டறியப்பட்டவுடன் மரபணு திருத்தத்திற்கான மருத்துவ பரிசோதனைகள் ஒரு நாள் அனுமதிக்கப்படலாம் என்று அவர்கள் பரிந்துரைத்தனர், ஆனால் கடுமையான மேற்பார்வையின் கீழ் கடுமையான நிலைமைகளுக்கு மட்டுமே. அமெரிக்க உளவுத்துறை சமூக அறிக்கையின் 2016 உலகளாவிய அச்சுறுத்தல் மதிப்பீட்டில் அமெரிக்க தேசிய புலனாய்வு இயக்குனர் ஜேம்ஸ் ஆர். கிளாப்பர், மரபணு எடிட்டிங்கை வெகுஜன அழிவுக்கான சாத்தியமான ஆயுதம் என்று பெயரிட்டார், "மேற்கத்திய நாடுகளிலிருந்து வேறுபட்ட" ஒழுங்குமுறை அல்லது நெறிமுறை தரங்களைக் கொண்ட நாடுகளால் நடத்தப்பட்ட மரபணு எடிட்டிங் தீங்கு விளைவிக்கும் உயிரியல் முகவர்கள் அல்லது தயாரிப்புகளை உருவாக்கும் அபாயத்தை அதிகரிக்கிறது என்று கூறினார். அறிக்கையின்படி, இந்த தொழில்நுட்பத்தின் விரிவான விநியோகம், குறைந்த செலவு மற்றும் துரிதப்படுத்தப்பட்ட வளர்ச்சி வேகம், அதன் வேண்டுமென்றே அல்லது தற்செயலாக தவறாகப் பயன்படுத்துவது ஆகியவை தொலைநோக்கு பொருளாதார மற்றும் தேசிய பாதுகாப்பு தாக்கங்களுக்கு வழிவகுக்கும். உதாரணமாக, சி. ஆர். ஐ. எஸ். பி. ஆர் போன்ற தொழில்நுட்பங்கள் பிரதான பயிர்களை அழிக்கும் கொள்ளை நோய்களை ஏற்படுத்தும் "கொலையாளி கொசுக்களை" உருவாக்க பயன்படுத்தப்படலாம். பயோஎத்திக்ஸ் குறித்த நஃபீல்ட் கவுன்சிலின் செப்டம்பர் 2016 அறிக்கையின்படி, மரபணு குறியீட்டைத் திருத்துவதற்கான கருவிகளின் எளிமை மற்றும் குறைந்த செலவு ஆகியவை அமெச்சூர் "பயோஹேக்கர்கள்" தங்கள் சொந்த சோதனைகளைச் செய்ய அனுமதிக்கும், இது மரபணு மாற்றப்பட்ட பிழைகளின் வெளியீட்டில் இருந்து சாத்தியமான ஆபத்தை ஏற்படுத்தும். ஒரு நபரின் மரபணுவை மாற்றியமைப்பதன் அபாயங்கள் மற்றும் நன்மைகள் மற்றும் அந்த மாற்றங்களை எதிர்கால சந்ததியினருக்கு அனுப்புவது மிகவும் சிக்கலானது என்றும் அவை அவசர நெறிமுறை ஆய்வை கோருகின்றன என்றும் மதிப்பாய்வு கண்டறிந்தது. இத்தகைய மாற்றங்கள் எதிர்பாராத விளைவுகளை ஏற்படுத்தக்கூடும், இது குழந்தைக்கு மட்டுமல்ல, அவர்களின் வருங்கால குழந்தைகளுக்கும் தீங்கு விளைவிக்கும், ஏனெனில் மாற்றப்பட்ட மரபணு அவர்களின் விந்து அல்லது முட்டைகளில் இருக்கும். 2001 ஆம் ஆண்டில் ஆஸ்திரேலிய ஆராய்ச்சியாளர்கள் ரொனால்ட் ஜாக்சன் மற்றும் இயன் ராம்ஷா ஆகியோர் ஜர்னல் ஆஃப் வைராலஜியில் ஒரு கட்டுரையை வெளியிட்டதற்காக விமர்சிக்கப்பட்டனர், இது ஆஸ்திரேலியாவில் ஒரு பெரிய பூச்சியான எலிகளின் சாத்தியமான கட்டுப்பாட்டை ஆராய்ந்தது, மலட்டுத்தன்மையை ஏற்படுத்தும் மாற்றப்பட்ட மவுஸ்போக்ஸ் வைரஸால் அவர்களைப் பாதித்தது, ஏனெனில் வழங்கப்பட்ட முக்கியமான தகவல்கள் சாத்தியமான உயிரியல் ஆயுதங்களை உற்பத்தி செய்ய வழிவகுக்கும், அவை மனிதர்களைப் பாதிக்கக்கூடிய பெரியம்மை போன்ற பிற பாக்ஸ் வைரஸ்களின் தடுப்பூசி எதிர்ப்பு விகாரங்களை உருவாக்க அறிவைப் பயன்படுத்தலாம். மேலும், காட்டு மக்களில் மரபணு இயக்கிகளை வெளியிடுவதன் சுற்றுச்சூழல் அபாயங்கள் குறித்து கூடுதல் கவலைகள் உள்ளன. 2007 ஆம் ஆண்டில், உடலியல் அல்லது மருத்துவத்திற்கான நோபல் பரிசு மரியோ கேப்சி, மார்ட்டின் எவன்ஸ் மற்றும் ஆலிவர் ஸ்மித்திஸ் ஆகியோருக்கு "கரு ஸ்டெம் செல்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் எலிகளில் குறிப்பிட்ட மரபணு மாற்றங்களை அறிமுகப்படுத்துவதற்கான கொள்கைகளை அவர்கள் கண்டுபிடித்ததற்காக" வழங்கப்பட்டது. 2020 ஆம் ஆண்டில், வேதியியலுக்கான நோபல் பரிசு இம்மானுவேல் சார்பென்டியர் மற்றும் ஜெனிபர் டவுட்னாவுக்கு "மரபணு திருத்தத்திற்கான ஒரு முறையை உருவாக்கியதற்காக" வழங்கப்பட்டது. சி. ஆர். ஐ. எஸ். பி. ஆர்/சி. பி. எஃப் 1 ஆர். என். ஏ எடிட்டிங் எபிஜெனோம் எடிட்டிங் பிரைம் எடிட்டிங் டிரான்ஸ்போசான்ஸ் ஒரு மரபணு கருவியாக ஜெர்மனல் சாய்ஸ் டெக்னாலஜி என்ஜிஏகோ, ஒரு எஸ்எஸ்டிஎன்ஏ-வழிகாட்டப்பட்ட ஆர்கோனாட் எண்டோநியூக்ளியேஸ் குறிப்புகள் "மனித மரபணு எடிட்டிங் குறித்த உலகளாவிய பதிவேட்டை உலக சுகாதார அமைப்பு தொடங்குகிறது". ஃபார்மாபிஸ், 31 ஆகஸ்ட் 2019. கேல் ஜெனரல் ஒன்ஃபைல், அணுகப்பட்டது ஏப்ரல் 27. 2020 ஆம் ஆண்டு. மேலும் வாசிக்க