En revolution inom genredigering
Precis genredigering med Crispr-Cas9 kan förändra vårt samspel med arvsmassan.
”När celler försöker reparera brottet gör de ofta fel.”
Crispr står för clustered regularly interspaced short palindromic repeat. Förkortningen beskriver dna-sekvenser som är likadana framlänges och baklänges (palindromer). De uppträder i grupper hos vissa bakterier och arkéer, där de utgör delar av försvaret mot virus.
När en bakterie invaderas av ett virus skär den ut en bit av dess genkod och placerar den mellan två Crispr-sekvenser. Därefter gör den kopior av Crispr-dna:t med det nya virus-dna:t inklämt. Kopiorna görs av RNA, vilket liknar dna men är enkelsträngat. Det gör att kvävebaserna kan fästa vid vilken matchande kod som helst som de kan hitta i cellen. Om samma virus angriper igen fäster RNA:t vid dess genkod. Det är här den andra delen av systemet kommer in.
Crispr samarbetar med Crisprassocierade molekyler, eller Cas. De är molekylära saxar som kan klippa i arvsmassan. RNA transporterar Cas till den matchande genkoden i viruset så att proteinet kan klippa i den. Forskare kan kapa systemet genom att ersätta RNA:t med sin egen sekvens. Genom att utforma sekvensen så att den matchar en del av en gen kan de styra gensaxen med hög precision och klippa på specifika ställen i genomet.
När celler försöker reparera brottet gör de ofta fel. Det stör genen och ”stänger av” den.
Genom att ge cellen en dna-mall att använda som guide när den ska laga brottet kan forskare förändra genen.
2017 kunde ett forskarlag i Kalifornien utöka det genetiska alfabetet. Tre år tidigare hade de lyckats få kolibakterier att kopiera in kemiska baser i sitt dna. Men de extra bokstäverna var stumma – de fanns i genkoden, men de kunde inte tolkas på något meningsfullt sätt.
Nu har forskarna uppgraderat cellerna så att de kan använda koden till att tillverka ”syntetiska proteiner”. I naturen har cellerna en verktygslåda bestående av 20 aminosyror, men fler kan skapas på konstgjord väg. Med extra bokstäver öppnas möjligheten att skriva nya genetiska ord i koden för dessa aminosyror. I den senare studien placerade bakterier syntetiska baser i sitt dna. De använde sedan den nya koden för att lägga till ovanliga aminosyror i sina proteiner.