Genredigering med CRISPR

Tradisjonell genteknologi: klipp og lim

Enzym som kan klippe opp og lime saman DNA, har lenge vore viktige verktøy i genteknologien.

Når ein klipper i DNA, bruker ein spesielle enzym som blir kalla restriksjonsenzym eller klippeenzym. Desse enzyma finst naturleg i bakteriar. Bakteriane bruker dei som forsvar ved å klippe sund DNA frå angripande virus. Klippeenzyma kjenner igjen ein bestemt del av DNA-et og kuttar tråden akkurat der. Deretter bruker ein ligaser eller limenzym til å lime brotet saman igjen.

Ulempa med den tradisjonelle metoden

Problemet med denne klipp- og limteknikken er at det blir mange kuttstader. Det kjem av at det finst mange korte DNA-delar som er like. Dermed kan plasseringa av eit innsett gen bli nokså tilfeldig.

Genredigering med CRISPR-teknologi

Med CRISPR (blir uttalt "krisper") kan ein bestemme nøyaktig kvar i arvestoffet ein ønsker å gjere ei endring. Ein kan blokkere gen, og ein kan fjerne, byte ut eller legge til DNA-bitar. Sjølv om CRISPR er ein avansert teknologi, er han enkel og billig å bruke samanlikna med tidlegare teknikkar.

CRISPR steg for steg

I figuren nedanfor viser vi korleis genredigering går føre seg steg for steg.

Slutt på ikkje-tilgjengeleg innhald.

Kva kan CRISPR brukast til?

Sidan alle levande organismar har DNA, kan genredigering brukast på mikroorganismar, plantar og dyr, i medisinsk behandling av menneske og som gendrivarar.

Mikroorganismar

Sopp og bakteriar kan programmerast til å lage biodrivstoff, medisinar og andre nyttige produkt. Dette blir også gjort med tradisjonelle metodar, men CRISPR kan gi forbetra produkt og prosedyrar.

Visste du at ...

Det er forsvarssystemet til bakteriane mot virus som blir utnytta i CRISPR-teknologien? Om vi snur på heile systemet, kan vi bruke CRISPR som våpen for å drepe bakteriar.

Dette er ekstra nyttig i kampen mot antibiotikaresistente bakteriar.

Trikset er å utstyre viruset med ein RNA-bit som kjenner igjen DNA-et til bakterien, og deretter gi viruset til pasienten. Bakterien forsvarer seg med CRISPR når viruset angrip, men vil då øydelegge eigne gen.

Planter

Forskarar ønsker å utvikle planter som er bra for både helsa og miljøet. Med genredigering kan ein auke avlingane, få planter som toler tørke og sjukdom betre og lage mat som har lengre haldbarheit eller gir færre allergiske reaksjonar.

Dyr

Forskarar bruker genredigering for å utvikle dyr som toler smitte betre. Dette kan gi betre dyrevelferd, auka produksjon og meir berekraftig drift. Forsøksdyr blir også brukte til å forstå menneskelege sjukdommar og til å teste nye behandlingar.

Med CRISPR har forskarar mellom anna klart å reversere Huntingtons sjukdom hos mus, gjere hundar med muskelsjukdom friskare og utvikle hornlause mjølkekyr og grisar som er motstandsdyktige mot virus.

Medisinsk behandling av menneske

I medisin blir genredigering brukt til å behandle sjukdommar ved å reparere genfeil eller gjere cellene betre eigna til å få bukt med sjukdom. CRISPR blir allereie brukt i behandling av enkelte kreft- og blodsjukdommar. Då blir celler tekne ut av kroppen, redigerte og sette inn igjen. Når immunceller blir redigerte for å angripe kreft betre, blir det klalla det immunterapi.

Det er vanskelegare å behandle sjukdommar inne i kroppen. Då bruker forskarane virus som transportørar. I staden for å frakte sitt eige sjukdomsframkallande materiale, får virusa med seg ein slags pakke med det verktøyet som trengst for å utføre CRISPR og behandle sjukdommen i cellene.

Gendrivarar

Gendrivarar er genetiske mekanismar som gjer at ei genetisk endring spreier seg raskt gjennom ein heil art. Ved å legge heile CRISPR-verktøyet inn i mygg og la det gå i arv kan ein til dømes gjere malariamyggen steril og dermed utrydde heile populasjonen. Det same kan ein gjere med mygg som spreier zikavirus og denguefeber.

Dette vil gi enorme helsemessige framsteg i mange delar av verda, men kva ringverknader får det for økosystemet om vi utryddar ein art? Og kva andre artar kan vi komme til å ønske å fjerne i framtida?

Etiske dilemma ved bruk av CRISPR

Det er enklare å redigere feil i befrukta egg og embryo enn hos barn og vaksne, men slike endringar vil gå i arv. Dette gir oss fleire etiske dilemma, særleg fordi teknikken ikkje er presis nok enno, og fordi vi ikkje fullt ut forstår korleis ulike gen påverkar kvarandre.

I Noreg er det forbode å gjere genetiske endringar som går i arv hos menneske, men nokon spør likevel om dette kan bli aktuelt i framtida for å hindre alvorlege arvelege sjukdommar.

Det finst også risikoar ved CRISPR. Redigerte celler kan utvikle seg til kreftceller, kroppen kan reagere på CRISPR-protein i cellene, og verktøyet kan av og til kutte på feil stad i DNA. Slike usikkerheiter gjer at forskarar framleis må vere svært varsame med korleis teknologien blir brukt.