Der er en slags våbenkapløb, da genetiske forskere 'gennemsøger planeten' efter alternativer til standard CRISPR-teknologi. Når det samler damp, vil redigering af det menneskelige genom vise sig at være menneskehedens plage. ⁃ TN Editor
Genredigeringsværktøjet, der har revolutioneret biologien, bliver endnu mere magtfuldt.
CRISPR, som systemet er kendt, giver forskere mulighed for at målrette og snuppe en bestemt sekvens af bogstaver på en DNA-streng med hidtil uset præcision. Dette har åbnet nye muligheder for at behandle genetiske sygdomme, hjælpe planter med at tilpasse sig den globale opvarmning og endda forhindre myg i at sprede malaria.
CRISPR består af to grundlæggende komponenter. Den første er et stykke RNA, der lokaliserer en forudbestemt sekvens af DNA i en organisms genom, som forskerne ønsker at ændre. Den anden er en type protein, der kaldes et enzym, der binder sig til målsektionen af DNA og splejer det.
Cas9 har været arbejdshestenenzymet, fordi det udfører et pænt, stumpt snit. Men i de sidste par år er forskere begyndt at søge efter - og finde - alternative CRISPR-systemer, der skærer med andre enzymer end Cas9.
”Cas9 er et kraftfuldt værktøj, men det har begrænsninger,” sagde CRISPR-pioneren Feng Zhang, en bioingeniør hos MIT og Broad Institute. ”Hvert af disse proteiner har mangler og styrker, og sammen hjælper de os med at skabe en meget mere alsidig æske med værktøjer.”
Nogle af de nye Cas-enzymer skærer DNA på forskellige måder, der gør visse ændringer mere tilbøjelige til at arbejde. Andre enzymer er mindre, så forskere lettere kan indsætte dem i celler.
"Mangfoldigheden af CRISPR-proteiner er usædvanligt bred," sagde Benjamin Oakes, en iværksætterkolleg ved Innovative Genomics Institute, et fælles projekt fra University of California, Berkeley og University of California, San Francisco. ”De har udviklet sig gennem årtusinder, og naturen har udviklet hundreder, hvis ikke tusinder, der kan arbejde.”
I naturen bruger bakterier denne teknologi som en forsvarsmekanisme til at finde og ødelægge angribende vira.
Bakterier lagrer sekvenser af viralt DNA inden for deres eget DNA, bogført af en gentagende sekvens af bogstaver. Derfor er systemets navn CRISPR, der står for Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats. (De første opdagede CRISPR-systemer var faktisk delvis palindromiske, men forskere fandt dog senere, at dette ikke er universelt sandt.)
CRISPR-Cas9 har allerede vist sig at være et overordentlig nyttigt værktøj til en lang række genetiske tinkering, herunder at tænde og slukke gener, deaktivere dem helt, introducere nyt DNA i et genom og slette DNA, du ikke ønsker.
Men forskere spekulerede på, hvad andre CRISPR-enzymer kunne bringe til det genetiske redigeringsbord.
CRISPR-Cas12a var det første system efter CRISPR-Cas9, der blev brugt til genredigering i laboratoriet. En nylig undersøgelse af Cas12as fætter Cas12b demonstrerede, at denne variant også kunne redigere det menneskelige genom og give forskere endnu et værktøj til at tackle genetiske sygdomme.
Andet arbejde har kastet lys på en række yderligere lovende CRISPR-enzymer, herunder Cas13, Cas14 og CasY. Den seneste kandidat, CasX, blev beskrevet i detaljer mandag i en undersøgelse af Oakes og andre i tidsskriftet Nature.
Sammenligning af CRISPR-systemer er lidt som at sammenligne frugter, sagde Zhang. Hvis Cas9-enzymer er æbler, er Cas12-enzymer muligvis blommer - stadig spiselige og lækre, men også helt forskellige.
Og ligesom frugt har disse forskellige systemer variationer inden i dem. Ligesom der er underarter af blommer, er der også en lang række Cas12-enzymer.
wpDiscuz