Frå Grunnforsking til Designerborn

Med inspirasjon frå bakteriar har forskarar utvikla ein ny og revolusjonerande teknikk for å modifisere gena våre. Ikkje berre er det nyttig for grunnforskinga, men det representerer også eit steg på vegen mot design av gena i eit embryo.

Ved sidan av meg sit om lag 400 andre flugeforskarar og noterer ivrig. Vi teiknar små diagram og enkle modellar, med piler og kommentarar for å hugse detaljane. På podiet står ein ung professor og gestikulerer ivrig medan ho beskriv korleis den nye teknikken har både forenkla og oppgradert den genteknologiske verktøykassa. Ikkje berre kan vi snart endre eit valfritt gen slik vi vil, men det kostar under 100 dollar og tek om lag to månader å få eit rør med mutante bananfluger tilsendt i posten.

Eit utgangspunkt for mykje av grunnforskinga er å forstå kva rolle eit enkelt gen spelar i ein bestemt prosess. Ofte skjer samanlikninga mellom ein kontroll og ein mutant - ei celle eller eit individ som manglar eller har ein feil i eit bestemt gen. Aller helst vil vi at mutanten berre skal ha ein liten skilnad i genet vi studerer samanlikna med kontrollen, slik at studiane kan tolkast så presist som mogleg. Det finnast fleire strategiar for å lage nye mutantar i laboratoriet, men teknikkane er tidkrevjande, tungvinte og upresise.

Presisjon

Røntgenstrålar eller kjemikaliar fører til mange endringar av arvestoffet (DNA), og endringane er tilfeldige og ukontrollerte. Enzym som lagar kutt i DNAet er heller ikkje presise nok til at forskarane har kontroll over alle detaljane. Lav presisjon er også ei stor utfordring for forsking som tek sikte på å bruke modifisering av gen i medisinsk terapi, til dømes i stamceller for kreftbehandling.

No er ein ny metode tilgjengeleg, som kjem til å revolusjonere framdrift og nye oppdagingar. Metoden vart publisert i journalen Science sommaren 2012, og beskriv korleis eit prinsipp oppdaga i bakteriar kan nyttast til å gjere kontrollerte endringar i bestemte gen. Den nye teknikken vert kalla CRISPR/Cas, og baserer seg på å lage svært presise kutt på bestemte plassar i eit valgfritt gen.

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) er forkortinga for bestemte typar av DNA-sekvensar ein finn i mange bakteriar. Desse sekvensane kan beskrivast som eit slags immunforsvar for bakteriane, eit forsvar som vert aktivert dersom eit virus prøver å infisere bakteriecella.

Inspirasjon frå bakteriar

Først litt om korleis dette skjer i bakterien: Når ein bakterie vert angripen av eit virus, forsvarer bakterien seg ved å kutte viruset sitt DNA i små bitar, og på den måten uskadeleggjere det. Bakterien nytter så desse småbitane av uskadeleggjort virus-DNA til å lage eit slags bibliotek over alle tidlegare forsøk på infeksjon.

Kvar gong eit virus prøver å infisere bakterien, nyttar bakterien biblioteket sitt som eit immunforsvar, og øydelegg DNAet til viruset. I praksis skjer dette ved at eit RNA-molekyl bind seg til virus-DNAet og dermed guidar enzymet Cas til å kutte virus-DNAet i bitar. Gjennombrotet i oppdaginga er at RNA-molekyla gir ein veldig presis beskjed om kvar kuttinga i DNAet skal skje, eit prinsipp som straks vart utnytta av kreative forskarar.

No kan forskarane designe tusenvis av nye RNA-molekyl som guidar Cas-enzymet akkurat dit forskarane vil. Sjølv om oppdaginga vart gjort i bakterieceller, kan ein no sprøyte eit RNA-molekyl og Cas-enzymet inn i ei rekke ulike celletypar, frå menneske, planter eller mus, for å gjere bestemte endringar i DNAet i desse cellene. På denne måten har ei oppdaging frå grunnforskinga, med utgangspunkt i å beskrive naturen rundt oss, gitt nye moglegheiter som eit verktøy i naturvitskapleg forsking.

Revolusjon for grunnforsking

Vellukka forsøk med planter, fisk, mus og apar har allereie demonstrert nytteverdien for ulike fagområde, og det er stor begeistring for korleis teknikken kan revolusjonere både grunnforsking og pasientretta forsking. Seinast i april vart teknologien nytta til å kurere ein leversjukdom hjå mus - eit resultat som demonstrerer noko av potensialet for medisinske gjennombrot.

For snart 15 år sidan vart ene våre sekvensert, og heile verda venta på revolusjonar i forståinga av korleis sjukdommar var direkte resultat av enkle og bestemte genfeil. Diverre er det ikkje slik menneskekroppen fungerer, og dei siste åra har hatt eit auka fokus på å forstå dei nesten uforståelege og komplekse relasjonane mellom hundrevis av gen og bestemte trekk eller sjukdommar.

Metoden CRISPR/Cas endrar ikkje på utfordringa at biologien er kompleks, og sjukdommar med titals ulike mutasjonar vil enno ikkje vere enkle å behandle. Likevel bidreg teknikken til at grunnforskinga kan kome nærare å forstå korleis alle dei ulike bitane bidreg til kompleksiteten, ei viktig oppgåve som treng tid og investeringar.

Designerborn

Samstundes representerer det nye gjennombrotet også eit steg på vegen mot potensiell modifisering eller endring av det genetiske innhaldet i eit embryo. I teorien opnar CRISPR/Cas-metoden for at ei befrukta eggcelle kan presist modifiserast for å endre eit eller fleire gen, anten for å reparere genfeil eller for å forsterke gen som bidreg til fordelaktige trekk. Det er enno eit stykke att før desse teknikkane kan nyttast på menneske, men den vidare utviklinga kjem til å endre korleis vi snakkar om ei behandling for mutasjonar som er årsak til sjukdom.

På flugekonferansen er begeistringa over CRISPR/Cas stor, og vi ser fram til å kunne stille enno meir presise og komplekse spørsmål i framtida. Ikkje berre skal vi drive med grunnforsking for å leite fram nye puslespelbitar, men også kommunisere resultat, trendar og nye oppdagingar til samfunnet. Etiske dilemma ved ny genteknologi er del av ei kompleks og banebrytande framtid. Nettopp derfor treng vi å legge til rette for opne og kunnskapsbaserte diskusjonar i åra framover.

 

Denne artikkelen vart publisert på aftenposten.no/viten fredag 26. april.