CRISPR/Cas9Diagram o fecaniaeth amddiffyn gwrth-firws CRISPR mewn organebau procaryotig.
Teulu o ddilyniannau DNA mewn bacteria yw CRISPR (/ˈkrɪspr/). Mae'r dilyniannau yn cynnwys darnau DNA o firwsau sydd wedi ymosod ar y bacteria. Mae'r bacteria wedyn yn defnyddio'r darnau DNA yma i ddarganfod a dinistrio DNA mewn ymosodiadau eraill gan firwsau tebyg. Mae dilyniannau CRISPR yn rhan bwysig o system amddiffyn bacteria.[1] Maen nhw hefyd yn cael eu defnyddio fel rhan o dechnoleg o'r enw CRISPR/Cas9 sy'n gallu newid genynnau mewn organebau mewn ffordd effeithiol a manwl.[2]
System imiwnedd mewn organebau procaryotig yw CRISPR/Cas. Mae'n system sy'n rhoi ymwrthedd rhag elfennau genetig dieithr, megis y rheiny sy'n bresennol mewn plasmidau o facteria eraill ac mewn firwsau bacterioffag.[3][4][5] Maen nhw'n darparu math o imiwnedd caffaeledig i'r bacteria. Mae RNA sy'n dal y dilyniant o'r ymosodwyr blaenorol yn helpu proteinau Cas i ddarganfod a thorri DNA dieithr. Call proteinau Cas eraill, hefyd wedi eu harwain gan RNA, dorri RNA dieithr fel a geir yn lle DNA mewn rhai firwsau.[6] Fe welir dilyniannau CRISPR mewn tua 40% o'r genomau bacteriaidd sydd wedi eu dilyniannu, ac mewn 90% o archaea sydd wedi eu dilyniannu.[7]
Daw'r talfyriad CRISPR o'r enw Saesneg - Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats.[8] Bathwyd yr enw pan nad oedd gwyddonwyr yn gwybod am darddiad a defnydd is-ddilyniannau ysbeidiol. Ar y pryd, disgrifwyd CRISPR fel darnau o DNA procaryotig yn cynnwys dilyniannau byr, ailadroddol. Mewn dilyniannau ailadroddol palindromig, mae dilyniant y niwcleotidau yr un fath yn y ddau gyfeiriad. Dilynnir pob adran ailadroddol gan ddarnau byr o ddarnau DNA ysbeidiol o ymosodiadau blaenorol i DNA dieithr (ee firws neu blasmid).[9] Ceir clystyrau bychain o enynnau cas (system yn gysylltiedig â CRISPR) o gwmpas dilyniannau CRISPR.
Mae fersiwn syml o system CRISPR/Cas, o'r enw CRISPR/Cas9, wedi ei addasu i olygu genomau. Wrth ddanfon yr ensym niwcleas Cas9 wedi ei gyfuno ag RNA arwain (gRNA) synthetig i mewn i gell, gellir torri genom y gell mewn man dewisiol, gan ganiatau dileu genynnau a/neu ychwaneug genynnau newydd.[10] Mae'r cymhlygyn Cas9-gRNA yn cyfateb â'r cymhlygyn CAS III-crRNA yn y diagram uchod mewn bacteria.
Mae gan dechnegau golygu genom CRISPR/CAS lawer o ddefnyddiau posibl, yn cynnwys mewn meddygaeth ac mewn gwella cnydau. Cyhoeddwyd yn 2015 mai system olygu genom CRISPR/Cas9-gRNA[11][12] oedd dewis cymdeithas y AAAS fel darganfyddiad gwyddonol y flwyddyn.[13] Mae rhai pryderon ethegol wedi eu crybwyll ynglŷn â defnyddio CRISPR ar gyfer golygu'r llinach genhedlu.[14]