Fagstoff

Genredigering, CRISPR

Publisert: 29.05.2018, Oppdatert: 12.06.2018

Med tradisjonelle metoder for genmodifisering og genterapi, ble hele gener satt inn i arvestoffet uten at man kunne kontrollere genets plassering. Genredigering (CRISPR-metoden) gjør det mulig å lage målrettede endringer i DNA-et til alle levende organismer.

Del av DNA-streng der ein bit blir bytt ut. Illustrasjon. 

Klippe og lime DNA med restriksjonsenzymer og ligaser

Restriksjonsenzymer har vært et av genteknologiens viktigste verktøy. De finnes i flere bakterier og kutter spesifikke gjenkjennings-sekvenser (4 basepar eller lengre), mens ligaser er enzymer som limer sammen bruddene. Restriksjonskutting er altså en teknikk som benytter restriksjonsenzymenes evne til å kjenne igjen bestemte korte sekvenser av dobbeltrådet DNA og kan klippe DNA-et der. Problemet er at det finnes mange lignende sekvenser slik at det kan bli mange kuttsteder, spesielt i større genomEt genom er hele arvematerialet i en organisme, altså alt DNA som finnes i kromosomene. Genomet omfatter både genene og DNA uten kjent funksjon. Nesten alle cellene i en organisme har en kopi av genomet. Genomet har all informasjonen som trengs til å lage og vedlikeholde en organisme gjennom hele livet..

Genredigering

Plansje som viser CRISPR-teknologien. Illustrasjon.CRISPR-Cas9-genredigeringDNA er arvematerialet til alle levende organismer. Et gen er et avgrenset område på DNA-et, som koder for proteiner, og det er med på å bestemme egenskapene våre.

Det finnes flere genredigeringsteknikker, men den som har vært mest aktuell de siste årene er CRISPR-teknologien (Clustered Regularly Interspaced Short Palendromic Repeats technology). Det som gjør den spesiell, er at man kan bestemme hvor i arvestoffet endringen skjer.

Genredigering gjør det mulig å gjøre målrettede endringer i DNA-et til alle levende organismer.

CRISPR-teknologien

CRISPR er en teknologi der spesielle enzymer og syntetisk RNA brukes til å klippe opp og redigere DNA. Det er en teknologi som kan lage kutt i en hvilken som helst posisjon i en DNA-sekvens. Denne teknologien er utviklet fra måten bakterier forsvarer seg på.

Ved bruk av CRISPR-teknologien kuttes DNA -tråden i to, slik at det blir et dobbelttrådbrudd. Det blir tilsatt en spesiell RNA-bit og et enzym. Enzymet kutter DNA der RNA-biten har festet seg. Deretter kan man fjerne, bytte ut eller legge til en DNA-bit. DNA-tråden settes sammen igjen ved hjelp av kroppens eget reparasjonssystem.

 

Oppsummert

  • Ligase brukes (i celler) ved replikasjon før celledeling.
  • I genteknologi brukes det for å spleise/lime sammen DNA-biter.
  • I CRISPR brukes kroppens eget reparasjonssystem. Cellen kan bruke en intakt DNA-kopi som mal for reparasjon.

Produkter framstilt ved genredigering

Eksempler på produkter det forskes på og som har blitt framstilt ved genredigering:

  • ris, hvete og tomater som er motstandsdyktige mot soppinfeksjon
  • hvete med redusert gluteninnhold
  • raps som tåler sprøytemidler med virkestoffet sulfonylurea

Animasjon av CRISPR/CAS 9 

Bruk hos dyr

Frittgående griser. Foto.Frittgående griser I USA er genredigering brukt for å lage griser som er resistente mot Porcine Respiratory and Reproductive Syndrome (PRRS), en sykdom som tar livet av mange griser i store deler av verden hvert år. I Edinburgh er det laget griser som er motstandsdyktige mot afrikansk svineinfluensa. Grisene har fått endret et gen slik at det tilsvarer en genvariant som finnes i villsvin, og som gir beskyttelse mot viruset.

Atlantisk laks i blått havvann. Foto.Atlantisk laksI Norge er ikke genredigering tatt i bruk utenfor forskningslaboratorier, men det gjøres blant annet forsøk på laks ved Havforskningsinstituttet. Der har de lyktes med å lage steril laks uten kjønnsceller ved å fjerne deler av et gen med CRISPR-metoden. Forskerne bak arbeidet ønsker også å utforske muligheten til å gjøre laks motstandsdyktige mot lakselus og virussykdom. 1 

Bruk hos mennesker

Lunge med kreft og enzym med DNA. Illustrasjon.CRISPR genredigering kan i framtiden bli brukt til behandling av lungekreft.Det er også mange som utforsker muligheten for å bruke genredigering til å behandle sykdom hos mennesker, enten ved å reparere sykdomsgivende genfeil, eller ved å endre gener slik at cellene blir bedre til å motstå eller bekjempe sykdom.

Forskningsprosjekter i flere land arbeider med å bruke CRISPR-teknologien til å endre pasientenes immunceller slik at de blir bedre til å gjenkjenne og drepe kreftceller. Andre behandlingmetoder kan også være nært forestående, blant annet for blindhet og arvelige blodsykdommer.

CRISPR-planter – planlegger dyrking i Storbritannia