Hva er CRISPR?
CRISPR er et genetisk verktøy som gjør forskere i stand til å endre på gener i alle organismer – billig, effektivt og presist.
CRISPR står for «clustered regularly interspaced short palindromic repeats» og betegner kopier av små biter av virus som finnes i bakterie-DNA. Bakteriene bruker dem til å gjenkjenne ondartede virus.
Når det skadelige viruset identifiseres, dreper bakteriene viruset med enzymet Cas9, som kan klippe opp viruset og dermed uskadeliggjøre det.
CRISPR ble egentlig oppdaget ved en tilfeldighet av en gruppe japanske forskere i 1987. Det var imidlertid først i 2012 potensialet til bakterienes innebygde antivirussystem for alvor ble oppdaget.
Da demonstrerte de to biokjemikerne Jennifer Doudna fra USA og Emmanuelle Charpentier fra Frankrike at CRISPR kunne omprogrammeres til også å endre gener i både planter, dyr og mennesker.
Siden gjennombruddet har CRISPR-teknologien blitt brukt i mer enn 300 000 ulike vitenskapelige forsøk verden over. Det har åpnet opp for en helt ny verden av vitenskapelige gjennombrudd – og en rekke etiske dilemmaer.
VIDEO: CRISPRs mor forklarer oppfinnelsen sin
Jennifer Doudna fant opp genverktøyet CRISPR allerede i 2012. Hør henne fortelle om gensaksens muligheter – og de etiske dilemmaene den fører til.
Hvordan fungerer CRISPR?
CRISPR består av to grunnleggende deler.
Det første er en kjede av informasjon, et RNA-molekyl, der sekvensen av såkalte RNA-baser svarer til DNA-basene i det genet som forskerne ønsker å endre.
Den andre er et protein som heter Cas9, og som er bundet til RNA-molekylet og fungerer som en saks.
De to verktøyene sprøytes inn i de cellene der genet skal endres. RNA-molekylet oppsøker genet, som deretter klippes opp av Cas9.
Cellen prøver deretter å sette sammen genet igjen, men det går ofte galt, slik at genet ødelegges og settes ut av spill. Ved å klippe i et gen som forårsaker sykdom, kan forskerne dermed eliminere det skadelige genet.
Hvis forskerne i stedet ønsker å rette på eller legge til noe i et gen, kan de velge å innføre et tredje element i CRISPR-verktøyet.
Det er et lite stykke DNA med den sekvensen som forskerne ønsker å sette inn i genet. Dette såkalte donor-DNA-et blir innebygd i genet etter at Cas9 har klippet det av.
Slik fungerer CRISPR
RNA leder gensaks til DNA
Med CRISPR (blått) kan forskerne sikte presist mot et bestemt sted i DNA-et. Det skjer ved hjelp av spesialkonstruert RNA som passer med den sekvensen i DNA-et som skal fjernes.
Enzymsaks klipper over DNA-streng
Enzymet Cas9 (gult) fungerer som en saks som kan klippe i DNA-et. Når RNA-et har ledet saksen til målet sitt i DNA-sekvensen, klipper enzymet strengen der forskerne vil sette inn ny arvemasse.
Mal leverer ny kode
Cellen begynner å reparere skaden ved å skifte ut DNA-et rundt hullet. Hvis forskerne ønsker at det nye DNA-et skal ha bestemte egenskaper, kan CRISPR levere en mal som ligner den sekvensen som skiftes ut. Cellen vil automatisk bruke den nye malen til å sette inn ny kode i DNA-et.
Hva kan CRISPR brukes til?
I laboratorier verden over undersøker tusenvis av forskere i disse dager hvordan CRISPR kan brukes til å utradere en rekke sykdommer.
Flere forsøk på mus viser gode resultater når det gjelder å uskadeliggjøre kreftceller ved hjelp av gensaksen, og forskere har klart å fjerne hiv-viruset fra laboratoriemus ved bruk av CRISPR.
I 2020 tok forskningen et avgjørende skritt da CRISPR for første gang ble brukt direkte i menneskekroppen. Gjennombruddet skjedde i et forsøk på å kurere den arvelige og uhelbredelige øyensykdommen Lebers kongenitale amaurose.
Under forsøket dryppet forskere dråper med CRISPR-teknologien inn bak netthinnen hos utvalgte pasienter.
Målet var å få CRISPR-saksen til å klippe vekk den ødeleggende mutasjonen fra genet og dermed langsomt gjenopprette synet.
Tre måneder senere fulgte forskerne opp pasientene sine, og det viste seg at 78 prosent hadde forbedret syn på begge øyne.
Hvilke etiske dilemmaer skaper CRISPR?
CRISPR har imidlertid ikke bare skapt begeistring.
I januar 2015 samlet flere av klodens mest prominente biologer seg til et hastemøte om genteknologiens muligheter for å manipulere menneskets DNA.
«Vi vil advare kraftig mot å forsøke å modifisere gener i menneskets kjønnsceller før de sosiale, miljømessige og etiske aspektene har blitt skikkelig diskutert», lød det senere i et åpent brev fra biologene.
Den kinesiske forskeren He Jiankui hørte tydeligvis ikke etter.
I 2018 kunne han nemlig fortelle at han som den første i verden hadde endret genene til to tvillingjenter ved hjelp av CRISPR da de bare var encellede organismer.
Inngrepet ble møtt med fordømmelse over hele verden, og i 2020 sendte kinesiske myndigheter He Jiankui tre år i fengsel for «ulovlig medisinsk praksis».
He Jiankui ble dømt til tre års fengsel for uetiske eksperimenter med CRISPR.
Jennifer Doudna – den ene av de to forskerne som forvandlet CRISPR til en fleksibel gensaks i 2012 – er både stolt og skremt over det verktøyet hun har lagt i forskernes hender.
Som hun uttalte til den amerikanske avisen Los Angeles Times i 2017: «CRISPR er tilgjengelig for mennesker over hele verden, noe som både er fantastisk og foruroligende, for hvordan kontrollerer du noe slikt som dette?»
CRISPR kan forvandle griser til organdonorer
Organtransplantasjoner redder tusenvis av liv hvert eneste år. Men listen over syke mennesker som står på ventelisten til å motta en ny nyre eller lunge eller et nytt hjerte, er lang.
Bare i USA står 107 000 mennesker på venteliste for å motta et nytt organ, og mange av pasientene vil dø på den listen.
I framtiden vil mangelen på organdonorer kanskje virke som et fjernt mareritt.
Forskere undersøker nemlig mulighetene for å bruke griser som organdonorer til mennesker – ved hjelp av CRISPR.
CRISPR kan gjøre griseorganer brukbare for mennesker.
Orgenene til mennesket og grisen er ganske like, og tanken om å sette inn for eksempel et friskt grisehjerte i en menneskekropp er slett ikke ny.
Problemet er bare at immunforsvaret vårt avstøter griseorganer. Det skyldes at immunforsvaret oppfatter grisecellene som fremmede fordi overflaten inneholder andre proteiner.
Med CRISPR kan forskerne ødelegge de genene som gir alarmerende proteiner på celleoverflaten og dermed gjøre grisecellene usynlige for immunforsvaret vårt.
Det anslås imidlertid at det kreves minst 13 000 endringer i grisens DNA før den kan fungere som organdonor for mennesker.