Wikipedia

CRISPR

CRISPR (et akronym for clustered regularly interspaced short palindromic repeats[1]) er segmenter med DNA som gjentas i sekvenser. Hver repetisjon etterfølges av et lite segment av DNA fra tidligere møter med fremmed DNA, for eksempel fra et virus eller et plasmid. Små biter med cas (CRISPR-assosiert system) ligger ved siden av CRISPR-sekvensene.

CRISPR mekanismen slik den kan fungere.

CRISPR/Cas-systemet er en form for immunsystem som gir motstandsdyktighet mot fremmede genetiske elementer. Cas9 (protein 9) er et RNA-guidet enzym som sammen med syntetisk gRNA kan brukes til å klippe opp genomet på molekylnivå. Det gjør CRISPR/Cas9 til et kraftig verktøy for genmanipulasjon innen medisin og botanikk. Bruken av CRISPR/Cas9-gRNA ble kåret til årets gjennombrudd i 2015 av American Association for the Advancement of Science og magasinet Science.[2]

Historie rediger

Den første beskrivelsen av det som siden ble CRISPR kom fra universitet i Osaka i 1987. I Nederland fant man i 1993 ut at mycobacterium tuberculosis inneholdt repeterende sekvenser med DNA[3] som var litt forskjellige i forskjellige stammer. Samtidig i Spania kom Fransisco Mojica og Ruud Jansen med akronymet CRISPR som et samlebegrep for forskjellige metoder i litteraturen. I 2005 kom tre uavhengige studier frem til at CRISPR kunne inneholde fragmenter av DNA fra virus og ha betydning for immunsystemet i bakterier. I 2007 kom de første eksperimentelle studiene som viste at CRISPR var et tilpasningsdyktig immunsystem, i 2008 ble det vist at CRISPR påvirket DNA og ikke RNA, og i 2010 ble det vist at CRISPR-Cas kan dele DNA med stor presisjon. I 2011 fant man mekanismen bak CRISPR-Cas9 og i tiden etter kom det flere studier som viste hva CRISPR kunne brukes til.[4][5] I 2015 gjorde kinesiske forskere forsøk med CRISPR på 86 menneskelige embryo. Det hadde lav suksessrate og teamet fant «et overraskende antall uforventa mutasjoner»,[6] og forsøket ble stoppet tross etisk godkjenning.[7] Både Kina og USA tillot i 2016 medisinske forsøk med CRISPR på mennesker i kreftbehandling.[8] I 2018 fikk Emmanuelle Charpentier, Jennifer Doudna og Virginijus Šikšnys Kavliprisen i nanoteknologi for oppdagelsen av CRISPR/Cas9.

I 2015 ble CRISPR/Cpf1 systemet fra bakterien Francisella novicida beskrevet. Egenskapene til Cpf1, også kalt Cas12a [9], gir den noen fordeler sammenlignet med Cas9, som at den er billigere og kan endre mer komplekse strukturer.[10] I 2016 ble Cas13a, tidligere kalt C2c2, systemet fra bakterien Leptotrichia shahii beskrevet. Cas13 deler mRNA.[11]

I juli 2019 ble CRISPR brukt eksperimentelt på en pasient med sigdcelleanemi.[12] I 2023 var pasienten symptomfri. Selv om behandlingen viste seg å være svært god var den også svært dyr. [13]

I 2021 forsøkte man for første gang å endre DNA'et på et gen i en pasient. Redigerte virus ble injisert på en pasient som var nesten blind, og tanken er at CRISPR skal gjenopprette produksjonen av et viktig protein slik at pasienten får litt av synet tilbake. [14]

Bruk rediger

CRISPR antas å ha svært mange bruksområder innen forskning, medisin, landbruk og næringsmiddelindustrien. Kreft, HIV, blindhet, arvelige blodsykdommer og andre sykdommer der selve cellene i kroppen trenger behandling, antas å kunne behandles med CRISPR. Planter og sopp kan gis immunitet mot sykdommer eller resistens mot tørke. Melkekyr i USA har fått endret et gen så de ikke får horn.[15] Gen-drivere kan brukes til å gjøre mygg ikke kan spre malaria, eller gjøre mygg infertile og effektivt utrydde hele populasjoner.[2]

I løpet av de første 10 årene med CRISPR fant man ut hvordan man kan kartlegge og redigere gener, deaktivere gener hos mus, og å gi planter nye egenskaper. [16]

I 2017 tok man også CRISPR i bruk til diagnostisering av Zikavirus og Dengevirus gjennom identifisering av nukleinsyrer.[17]

Etikk rediger

Metoden er enklere, billigere og hurtigere enn tidligere gen-behandling, men dette gjør den vanskelig å regulere. Genetiske og biologiske våpen kan fremstilles enklere, og USA har satt CRISPR på listen over mulige masseødeleggelsesvåpen.[18]

CRISPR kan føre til at uforutsette effekter skal gå i arv. Menneskelige egenskaper som intelligens eller fysisk prestasjonsevne skyldes normalt et samspill mellom flere gener, og er ikke enkle å redigere med CRISPR,[15] men genetisk doping for «forbedring» av mennesker er ikke lette å skille fra forebygging av sykdommer. Enkelte frykter også at enkel genmanipulasjon kan gi rom for en «rasjonell» eller markedsstyrt eugenikk,[19][20] der både de «rene» og de «forbedrede» kan bli tapere. Samtidig åpner teknikken for å hjelpe enkelte syke slik at det kan være uetisk å la være.

Metoden er spesielt kontroversiell i bruk på menneskelig embryo ettersom egenskapene da vil gå i arv og påfører en tredje-part (barnet) og hele dens fremtidige slekt potensiell uopprettelig skade. På den annen side kan potensielt arvelige sykdommer fjernes fra hele den framtidige slekten.

Gendoping innen idrett rediger

Fra 2018 innførte WADA oppdaterte retningslinjer for gendoping innen idrett. I 2003 kom det forbud mot genterapi som fremmer prestasjoner, mens det fra 2018 også er forbudt å endre på gensekvenser slik CRISPR gjør.[21][22] Ingen vil si hvordan WADA skal skille redigerte gener fra naturlige mutasjoner. Skiløperen Eero Mäntyranta testet positivt i 1972, men viste seg å ha en naturlig mutasjon (PFCP) som gav ham et vesentlig høyere oksygenopptak enn konkurrentene. En slik endring kan kanskje gjøres med CRISPR og gjør det svært vanskelig å skille mellom naturlige avvik og gendoping.

Referanser rediger

  1. ^ Editing Genomes with the Bacterial Immune System
  2. ^ a b And Science’s 2015 Breakthrough of the Year is…
  3. ^ https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC265684/
  4. ^ Født sånn, blitt sånn, eller redigert sånn?
  5. ^ CRISPR TIMELINE
  6. ^ Har genmanipulert menneske-embryo
  7. ^ http://www.nature.com/news/second-chinese-team-reports-gene-editing-in-human-embryos-1.19718
  8. ^ «Arkivert kopi». Arkivert fra originalen 7. mars 2017. Besøkt 6. mars 2017. 
  9. ^ https://international.neb.com/products/m0653-engen-lba-cas12a-cpf1#Product%20Information
  10. ^ Cas9, Cpf1 and C2c1/2/3―What's next?
  11. ^ Omar O. Abudayyeh, Jonathan S. Gootenberg, Silvana Konermann ++ (2. juni 2016). «C2c2 is a single-component programmable RNA-guided RNA-targeting CRISPR effector». National Library of Medicine. Besøkt 23. januar 2024. «In vitro biochemical analysis show that C2c2 is guided by a single crRNA and can be programmed to cleave ssRNA targets carrying complementary protospacers. In bacteria, C2c2 can be programmed to knock down specific mRNAs.» 
  12. ^ Rob Stein (29. juli 2019). «In A 1st, Doctors In U.S. Use CRISPR Tool To Treat Patient With Genetic Disorder». npr.org. Besøkt 23. januar 2024. 
  13. ^ Rob Stein (16. mars 2023). «Sickle cell patient's success with gene editing raises hopes and questions». npr.org. Besøkt 23. januar 2024. 
  14. ^ Rob Stein (4. mars 2020). «In A 1st, Scientists Use Revolutionary Gene-Editing Tool To Edit Inside A Patient». npr.org. Besøkt 23. januar 2024. 
  15. ^ a b «Genredigering». Arkivert fra originalen 18. mars 2017. Besøkt 6. mars 2017. 
  16. ^ Wang, Joy Y.; Doudna, Jennifer A. (20. januar 2023). «CRISPR technology: A decade of genome editing is only the beginning». Science. 6629 (engelsk). 379: eadd8643. ISSN 0036-8075. doi:10.1126/science.add8643. Besøkt 14. mars 2023. 
  17. ^ Jonathan S. Gootenberg etc. (13. april 2017). «Nucleic acid detection with CRISPR-Cas13a/C2c2». National Library of Medicine. Besøkt 23. januar 2024. 
  18. ^ CRISPR: 5 nye debatter om genteknologi
  19. ^ Eugenics lurk in the shadow of CRISPR
  20. ^ Pro and Con: Should Gene Editing Be Performed on Human Embryos?
  21. ^ Anti-doping agency to ban all gene editing in sport from 2018
  22. ^ «What you need to know about gene doping». Arkivert fra originalen 21. februar 2018. Besøkt 21. februar 2018. 
Hentet fra «https://no.wikipedia.org/w/index.php?title=CRISPR&oldid=24219948»