تقنية كريسبر هي أداة بسيطة لكنها قوية لتعديل وتحرير الجينات (الجينوم). يسمح كريسبر للباحثين بسهولة تغيير تسلسل الحمض النووي وتعديل وظيفة الجينات. تشمل تطبيقاته المحتملة العديدة تصحيح العيوب الوراثية وعلاج الأمراض ومنع انتشارها وتحسين المحاصيل. ومع ذلك ، فإن استخدامها مازال أيضًا مخاوف أخلاقية.

في الاستخدام الشائع ، فإن "CRISPR" (تُنطق "crisper") هي اختصار لـ "CRISPR-Cas9." وهي امتدادات متخصصة من الحمض النووي. بروتين Cas9 (أو "المرتبط بـ CRISPR") هو إنزيم يعمل مثل زوج من المقص الجزيئي ، القادر على قطع خيوط الحمض النووي.

تم تكييف تقنية كريسبر من آليات الدفاع الطبيعية للبكتيريا والعتائق (مجال الكائنات الدقيقة وحيدة الخلية). تستخدم هذه الكائنات RNA المشتق من CRISPR والعديد من بروتينات Cas ، بما في ذلك Cas9 ، لإحباط هجمات الفيروسات والأجسام الغريبة الأخرى. يتم ذلك في المقام الأول عن طريق تقطيع وتدمير الحمض النووي للغزاة الأجانب. عندما يتم نقل هذه المكونات إلى كائنات أخرى أكثر تعقيدًا ، فإنها تسمح بالتلاعب بالجينات ، أو "التحرير".

حتى عام 2017 ، لم يكن أحد يعرف حقًا كيف تبدو هذه العملية. في ورقة بحثية نُشرت في 10 نوفمبر 2017 ، في مجلة Nature Communications ، أظهر فريق من الباحثين بقيادة ميكيهيرو شيباتا من جامعة كانازاوا وهيروشي نشيماسو من جامعة طوكيو كيف يبدو الأمر عندما تكون تقنية CRISPR قيد التنفيذ لأول مرة.

في عام ٢٠٢٠ قررت الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم منح جائزة نوبل في الكيمياء 2020 مناصفة إلى العالمة الفرنسية «إيمانويل شاربنتييه» من معهد ماكس بلانك في برلين، قسم مسببات الأمراض، والعالمة الأميركية «جينيفر دودنا» من جامعة كاليفورنيا، بيركلي؛ تكريماً لأعمالهما المشتركة لتطوير «أداة لتحرير الجينوم» (كريسبر/كاس9).

اكتشف العالمتان إيمانويل شاربنتييه وجينيفر دودنا أحد أكثر أدوات تحرير الجينات دقّة؛ وهي تقنية المقص الجيني «كريسبر/كاس9». أتاحت هذه التقنية الرائدة للباحثين تعديل الحمض النووي لدى الحيوانات والنباتات، والكائنات الدقيقة بدقة عالية جداً، وكان لها بالغ الأثر في مختلف نواحي علوم الحياة. تساهم التقنية حالياً في تطوير علاجاتٍ جديدة لمرض السرطان، وقد تجعل من حلم علاج الأمراض الوراثية حقيقة واقعة في المستقبل القريب.

يحتاج الباحثون إلى تعديل الجينات داخل الخلايا لمعرفة آلية عمل الخلية الداخلي خلال حياتها. لقد كان هذا العمل سابقاً يستهلك كثيراً من الوقت وصعباً جداً بل ومستحيلاً في بعض الأحيان. لكن مع تقنية المقص الجيني (كريسبر/ كاس9)، بات من الممكن تعديل الشيفرة الوراثية في غضون بضعة أسابيع فقط.

يقول «كلايس جوستافسون»، رئيس لجنة نوبل للكيمياء: «تحمل هذه الأداة قدرات هائلة يمكن أن نستفيد منها جميعاً. فهي لم تُحدث ثورة في العلوم الأساسية وحسب، بل ساهمت أيضاً في تحسين المحاصيل بشكلٍ كبير، وتمنحنا طرقاً وعلاجاتٍ طبية جديدة رائدة».

كما هو الحال في كثيرٍ من الأحيان في حقول العلوم المختلفة، كان اكتشاف المقص الجيني غير متوقعاً. اكتشفت إيمانويل شاربنتييه أثناء دراساتها على بكتيريا «المكورات العقدية المقيحة» -إحدى أنواع البكتيريا المسببة للكثير من الأمراض الخطيرة للبشر- اكتشفت جزيئاً من الحمض الريبي النووي (رنا) لم يكن معروفاً سابقاً يُدعى «tracrRNA». أظهر عملها أن جزيء «tracrRNA» ما هو إلا جزء من نظام المناعة القديم لدى هذه البكتيريا، والذي يُسمى نظام (آلية) «كريسبر/كاس»، حيث يقوم بتعطيل الفيروسات التي تهاجمها عن طريق قطع حمضها النووي.