Upresis klippe- og limeteknikk
Restriksjonsenzymer og ligaser har lenge vært blant genteknologiens viktigste verktøy. Restriksjonsenzymene finnes naturlig i bakterier. Bakteriene bruker dem som forsvar ved å klippe i stykker virus-DNA fra bakteriofager som angriper. Restriksjonsenzymer gjenkjenner en bestemt DNA-sekvens (ofte 4 til 6 basepar) og kutter DNA-et i dette området på en bestemt måte. Deretter bruker man ligaser (en type enzymer) til å lime sammen bruddet.
Problemet med denne klippe- og limeteknikken er at det blir mange kuttsteder. Det skyldes at det finnes mange korte DNA-sekvenser som er like, spesielt i større genom. Dermed kan plasseringen av et innsatt gen bli nokså tilfeldig.
Genredigering med CRISPR gir målrettede endringer
Det finnes flere genredigeringsteknikker, men den som har vært mest aktuell og mest lovende de siste årene, er CRISPR-teknologien. Det som gjør den spesiell, er at man kan 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.
Denne teknologien ble oppdaget da man så hvordan yoghurt-bakterier forsvarte seg mot virus. Nå kan vi låne bakteriens gensaks og justere den til å bli et universelt programmeringsverktøy.
Det blir tilsatt et enzym, CAS9, og en spesiell RNA-bit, Gaid-RNA, som er redigert slik at den finner riktig DNA-sekvens. Enzymet kutter begge trådene i DNA der Gaid-RNA har festet seg. Deretter kan man fjerne, bytte ut eller legge til ønsket DNA-bit. DNA-tråden settes sammen igjen ved hjelp av kroppens eget reparasjonssystem.
Forskning ved hjelp av CRISPR
Siden alle levende organismer har DNA, kan genredigering brukes på både planter, bakterier, sopp, dyr og mennesker.
Det skjer svært mye lovende CRISPR-forskning, men det meste foregår foreløpig på laboratorier hvor teknikken forbedres for å øke presisjonen. Dette har gitt ny kunnskap om hvordan gener fungerer i mennesker og andre arter, både normalt og ved sykdom. Det er store forventninger til nye muligheter for medisinsk behandling av mennesker, og for utvikling av forbedrede egenskaper hos planter og dyr i landbruk og næringsmiddelindustri.
Noen behandlingsformer er allerede godkjent for mennesker. Du kan se flere konkrete eksempler på bruken av CRISPR i presentasjonen lenger ned.
Det er fortsatt utfordringer knyttet til genredigering med CRISPR. Redigerte celler kan utvikle seg til kreftceller, og CRISPR-proteiner i cellene kan trigge en immunreaksjon. Det hender også at CRISPR blir guidet til andre steder på DNA-et som ikke matcher Gaid-RNA helt nøyaktig, noe som kan føre til upresis genredigering. Disse mulige feilkildene skaper risiko som man jobber med å forebygge (kilde: Slik kan forskere ta CRISPR-teknologien til et helt nytt nivå).
Tar CRISPR til nye høyder – forbedret teknologi
En internasjonal forskergruppe jobber med en ny CRISPR-teknikk der man klipper bare én DNA-tråd og bruker RNA i stedet for DNA. De mener at dette vil gjøre det mulig å rette 89 % av de 75 000 identifiserte genetiske feilene som gir sykdom hos mennesker. Det er sykdommer som skyldes mutasjoner på få punkt, som man kan kurere mye sikrere med den nye teknikken. Les mer i denne artikkelen på forskning.no.
Biorevolusjonen øker farten med CRISPR – Sigrid Bratlie
Kort sammendrag av podkasten
Etter mange år som seniorrådgiver i Bioteknologirådet har Sigrid Bratlie, som har doktorgrad i molekylærbiologi og er selverklært vitenskapsentusiast, tatt spranget videre. Hun er fagsjef for genteknologi i Landbrukssamvirket og spesialrådgiver i Kreftforeningen for genteknologi og persontilpasset medisin. I dagens podkast snakker vi med henne.
Få her til lands vet mer enn Bratlie om den nye bioteknologirevolusjonen basert på CRISPR (uttales Crisper), som ble oppdaget i 2012.
Dette kan endre verden mer enn de fleste teknologier på både godt og vondt. Vi kan utrydde malariamyggen hvis vi tør. Vi kan endre planter og dyr slik at de er mer tilpasset klimaendringer, og sørge for at vi ikke trenger å bruke så mye sprøytemidler, samtidig som vi kan øke avkastningen og næringsinnholdet.
Teknologien lover også store medisinske framskritt og kurer mot arvelige sykdommer. Men som med alt annet er det en bakside. De som har onde hensikter, har med de nye gensaksene fått et fantastisk nytt verktøy.
Kilder
Bioteknologirådet:
Forskning.no:
- Slik kan forskere ta CRISPR-teknologien til et helt nytt nivå
- Så langt har forskere kommet med å bruke gensaksen CRISPR på mennesker