Det er et slags våpenkappløp som genetiske forskere 'gjennomsøker planeten' etter alternativer til standard CRISPR-teknologi. Når det samler damp, vil redigering av det menneskelige genomet vise seg å være menneskehetens plage. ⁃ TN Editor
Genredigeringsverktøyet som har revolusjonert biologi, blir enda kraftigere.
CRISPR, som systemet er kjent, tillater forskere å målrette og knipse en bestemt sekvens av bokstaver på en DNA-streng med enestående presisjon. Dette har åpnet for nye muligheter for å behandle genetiske sykdommer, hjelpe planter til å tilpasse seg den globale oppvarmingen og til og med forhindre mygg i å spre malaria.
CRISPR består av to grunnleggende komponenter. Den første er et stykke RNA som lokaliserer en forhåndsbestemt sekvens av DNA i et organismes genom som forskere ønsker å endre. Den andre er en type protein som kalles et enzym som fester seg til målseksjonen av DNA og skjøter det.
Cas9 har vært arbeidshestenzymet fordi det utfører et pent, sløvt snitt. Men de siste årene har forskere begynt å søke etter - og finne - alternative CRISPR-systemer som kutter med andre enzymer enn Cas9.
"Cas9 er et kraftig verktøy, men det har begrensninger," sa CRISPR-pioneren Feng Zhang, en bioingeniør ved MIT og Broad Institute. "Hvert av disse proteinene har mangler og styrker, og sammen hjelper de oss å lage en mye mer allsidig boks med verktøy."
Noen av de nye Cas-enzymene kutter DNA på forskjellige måter som gjør visse endringer mer sannsynlig å fungere. Andre enzymer er mindre, slik at forskere lettere kan sette dem inn i celler.
"Mangfoldet av CRISPR-proteiner er usedvanlig bredt," sa Benjamin Oakes, en gründermann ved Innovative Genomics Institute, et felles prosjekt fra University of California, Berkeley og University of California, San Francisco. "De har utviklet seg gjennom årtusener, og naturen har utviklet hundrevis, om ikke tusenvis, som kan fungere."
I naturen bruker bakterier denne teknologien som en forsvarsmekanisme for å finne og ødelegge angripende virus.
Bakterier lagrer sekvenser av viralt DNA i sitt eget DNA, bookend av en gjentatt sekvens av bokstaver. Derav systemets navn CRISPR, som står for Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats. (De første CRISPR-systemene som ble oppdaget var riktignok delvis palindromiske, men forskere fant senere ut at dette ikke er universelt sant.)
CRISPR-Cas9 har allerede vist seg å være et overordentlig nyttig verktøy for et bredt utvalg av genetisk tinkering, inkludert å slå av og på gener, deaktivere dem helt, introdusere nytt DNA i et genom og slette DNA du ikke vil ha.
Men forskere lurte på hva andre CRISPR-enzymer kan bringe til det genetiske redigeringsbordet.
CRISPR-Cas12a var det første systemet etter CRISPR-Cas9 som ble brukt til genredigering i laboratoriet. En fersk studie på Cas12as fetter Cas12b demonstrerte at denne varianten også kunne redigere menneskets genom, og gi forskere enda et verktøy for å takle genetiske sykdommer.
Annet arbeid har belyst en rekke ekstra lovende CRISPR-enzymer, inkludert Cas13, Cas14 og CasY. Den siste kandidaten, CasX, ble mandag beskrevet i detalj i en studie av Oakes og andre i tidsskriftet Nature.
Å sammenligne CRISPR-systemer er litt som å sammenligne frukt, sa Zhang. Hvis Cas9-enzymer er epler, kan Cas12-enzymer være plommer - fremdeles spiselige og deilige, men også helt forskjellige.
Og som frukt, har disse forskjellige systemene variasjoner i seg. Akkurat som det er underarter av plommer, er det også et bredt utvalg av Cas12-enzymer.
wpDiscuz