Genredigering med CRISPR

Tradisjonell genteknologi: klipp og lim

Enzymer som kan klippe opp og lime sammen DNA, har lenge vært viktige verktøy i genteknologien.

Når man klipper i DNA, bruker man spesielle enzymer som kalles restriksjonsenzymer eller klippeenzymer. Disse enzymene finnes naturlig i bakterier. Bakteriene bruker dem som forsvar ved å klippe i stykker DNA fra angripende virus. Klippeenzymene kjenner igjen en bestemt del av DNA-et og kutter tråden akkurat der. Deretter bruker man ligaser eller limenzymer til å lime bruddet sammen igjen.

Ulempen med den tradisjonelle metoden

Problemet med denne klipp- og limteknikken er at det blir mange kuttsteder. Det skyldes at det finnes mange korte DNA-deler som er like. Dermed kan plasseringen av et innsatt gen bli nokså tilfeldig.

Genredigering med CRISPR-teknologi

Med CRISPR (uttales "krisper") kan man bestemme nøyaktig hvor i arvestoffet man ønsker å gjøre en endring. Man kan blokkere gener, og man kan fjerne, bytte ut eller legge til DNA-biter. Selv om CRISPR er en avansert teknologi, er den enkel og billig å bruke sammenlignet med tidligere teknikker.

CRISPR steg for steg

I figuren nedenfor viser vi hvordan genredigering foregår steg for steg.

Slutt på ikke-tilgjengelig innhold.

Hva kan CRISPR brukes til?

Siden alle levende organismer har DNA, kan genredigering brukes på mikroorganismer, planter og dyr, i medisinsk behandling av mennesker og som gendrivere.

Mikroorganismer

Sopp og bakterier kan programmeres til å lage biodrivstoff, medisiner og andre nyttige produkter. Dette blir også gjort med tradisjonelle metoder, men CRISPR kan gi forbedrede produkter og prosedyrer.

Visste du at ...

Det er bakterienes forsvarssystem mot virus som blir utnyttet i CRISPR-teknologien? Hvis vi snur på hele systemet, kan vi bruke CRISPR som våpen for å drepe bakterier.

Dette er ekstra nyttig i kampen mot antibiotikaresistente bakterier.

Trikset er å utstyre viruset med en RNA-bit som kjenner igjen bakteriens DNA, og deretter gi viruset til pasienten. Bakterien forsvarer seg med CRISPR når viruset angriper, men vil da ødelegge egne gener.

Planter

Forskere ønsker å utvikle planter som er bra for både helsa og miljøet. Med genredigering kan man øke avlingene, få planter som tåler tørke og sykdom bedre og lage mat som har lengre holdbarhet eller gir færre allergiske reaksjoner.

Dyr

Forskere bruker genredigering for å utvikle dyr som tåler smitte bedre. Dette kan gi bedre dyrevelferd, økt produksjon og mer bærekraftig drift. Forsøksdyr brukes også til å forstå menneskelige sykdommer og til å teste nye behandlinger.

Med CRISPR har forskere blant annet klart å reversere Huntingtons sykdom hos mus, gjøre hunder med muskelsykdom friskere og utvikle hornløse melkekyr og griser som er motstandsdyktige mot virus.

Medisinsk behandling av mennesker

I medisin brukes genredigering til å behandle sykdommer ved å reparere genfeil eller gjøre cellene bedre egnet til å bekjempe sykdom. CRISPR brukes allerede i behandling av enkelte kreft- og blodsykdommer. Da blir celler tatt ut av kroppen, redigert og satt inn igjen. Når immunceller blir redigert for å angripe kreft bedre, kalles det immunterapi.

Det er vanskeligere å behandle sykdommer inne i kroppen. Da bruker forskerne virus som transportører. I stedet for å frakte sitt eget sykdomsframkallende materiale, får virusene med seg en slags pakke med det verktøyet som trengs for å utføre CRISPR og behandle sykdommen i cellene.

Gendrivere

Gendrivere er genetiske mekanismer som gjør at en genetisk endring sprer seg raskt gjennom en hel art. Ved å legge hele CRISPR-verkøyet inn i mygg og la det gå i arv kan man for eksempel gjøre malariamyggen steril og dermed utrydde hele populasjonen. Det samme kan man gjøre med mygg som sprer zikavirus og denguefeber.

Dette vil gi enorme helsemessige framskritt i mange deler av verden, men hvilke ringvirkninger får det for økosystemet hvis vi utrydder en art? Og hvilke andre arter kan vi komme til å ønske å fjerne i framtida?

Etiske dilemmaer ved bruk av CRISPR

Det er enklere å redigere feil i befruktede egg og embryoer enn hos barn og voksne, men slike endringer vil gå i arv. Dette gir oss flere etiske dilemmaer, særlig fordi teknikken ikke er presis nok ennå, og fordi vi ikke fullt ut forstår hvordan ulike gener påvirker hverandre.

I Norge er det forbudt å gjøre genetiske endringer som går i arv hos mennesker, men noen spør likevel om dette kan bli aktuelt i framtida for å hindre alvorlige arvelige sykdommer.

Det finnes også risikoer ved CRISPR. Redigerte celler kan utvikle seg til kreftceller, kroppen kan reagere på CRISPR-proteiner i cellene, og verktøyet kan av og til kutte på feil sted i DNA. Slike usikkerheter gjør at forskere fortsatt må være svært forsiktige med hvordan teknologien brukes.