Hvad er CRISPR?
CRISPR er et genetisk værktøj, der gør forskere i stand til billigt, effektivt og præcist at ændre på gener i alle organismer.
CRISPR står for “clustered regularly interspaced short palindromic repeats” og er kopier af små virusstykker, der findes i bakteriers dna. Bakterierne bruger dem til at genkende ondartede virusser.
Når den skadelige virus identificeres, destruerer bakterierne virussen med enzymet Cas9, der er i stand til at klippe virussen over og dermed uskadeliggøre den.
CRISPR blev egentlig opdaget ved et tilfælde af en gruppe japanske forskere tilbage i 1987. Det var dog først i 2012, at potentialet for bakteriernes indbyggede antivirussystem for alvor blev opdaget.
Her demonstrerede de to biokemikere Jennifer Doudna og Emmanuelle Charpentier fra USA og Frankrig, at CRISPR kunne omprogrammeres til også at ændre gener i både planter, dyr og mennesker.
Siden gennembruddet er CRISPR-teknologien blevet brugt i mere end 300.000 forskellige videnskabelige forsøg verden over. Det har åbnet op for en helt ny verden af videnskabelige gennembrud – og et væld af etiske dilemmaer.
VIDEO: CRISPR’s moder dykker ned i sin opfindelse
Jennifer Doudna opfandt genværktøjet CRISPR tilbage i 2012. Hør hende fortælle om gensaksens mange muligheder – og de etiske dilemmaer, metoden afføder.
Hvordan fungerer CRISPR?
CRISPR består af to grundlæggende dele.
Den første er en kæde af information, et rna-molekyle, hvis sekvens af såkaldte rna-baser svarer til dna-baserne i det gen, som forskerne ønsker at ændre.
Den anden er et protein ved navn Cas9, som er bundet til rna-molekylet og fungerer som en saks.
De to værktøjer sprøjtes ind i de celler, hvor genet skal ændres. Rna-molekylet opsøger genet, og derefter klipper Cas9 genet over.
Cellen prøver derefter at sætte genet korrekt sammen igen, men det går ofte galt, så genet ødelægges og sættes ud af kraft. Ved at klippe i et gen, som forårsager sygdom, kan forskerne altså eliminere det skadelige gen.
Hvis forskerne i stedet ønsker at rette eller tilføje noget til et gen, kan de vælge at indføre et tredje element i deres CRISPR-værktøj.
Det er et lille stykke dna med den sekvens, som forskerne ønsker at indsætte i genet. Dette såkaldte donor-dna bliver indbygget i genet, efter at Cas9 har klippet genets dna midtover.
Sådan fungerer CRISPR
Rna guider gensaks hen til dna
Med CRISPR (blå) kan forskerne sigte præcist mod et bestemt sted i dna’et. Det sker vha. specialdesignet rna – minder om dna – der matcher den sekvens i dna’et, som skal fjernes.
Enzymsaks klipper dna-streng over
Enzymet Cas9 (gul) fungerer som en saks, der kan klippe i dna’et. Når rna’et har guidet saksen hen til sit mål i dna’ets sekvens, klipper enzymet strengen dér, hvor forskerne vil indsætte ny arvemasse.
Skabelon leverer ny kode
Cellen begynder at reparere skaden ved at udskifte dna’et omkring hullet. Hvis forskerne ønsker, at det nye dna skal have særlige egenskaber, kan CRISPR også levere en skabelon, der ligner det udskiftede dna. Cellen vil automatisk bruge den nye skabelon til at sætte en ny kode ind i dna’et.
Hvad kan CRISPR?
I laboratorier verden over undersøger tusindvis af forskere i disse år, hvordan CRISPR kan bruges til at udradere nogle af vores værste sygdomme.
Flere forsøg med mus viser gode resultater i forhold til at uskadeliggøre kræftceller vha. gensaksen, ligesom det også er lykkedes at fjerne hiv-virussen fra laboratoriemus ved brug af CRISPR.
I 2020 tog forskningen et afgørende skridt, da CRISPR for første gang blev brugt direkte i menneskekroppen. Gennembruddet skete i et forsøg på at kurere den arvelige og uhelbredelige øjensygdom Leber congenital amaurosis.
Under forsøget dryppede forskere dråber med CRISPR-teknologien ind bag nethinden hos udvalgte patienter.
Målet var at få CRISPR-saksen til at klippe den ødelæggende mutation væk fra genet og derved langsomt genoprette øjets evne til at se.
Tre måneder senere fulgte forskerne op på deres patienter, og her viste det sig, at 78 procent havde forbedret syn på begge øjne.
Hvilke etiske dilemmaer rejser CRISPR?
CRISPR har dog ikke kun vakt begejstring.
I januar 2015 samledes flere af klodens mest prominente biologer til et hastemøde om genteknologiens mulighed for at manipulere med menneskets dna.
“Vi vil kraftigt advare imod at forsøge at modificere gener i menneskets kønsceller, før de sociale, miljømæssige og etiske aspekter er blevet ordentlig diskuteret,” lød det efterfølgende i et åbent brev fra biologerne.
Den kinesiske forsker He Jiankui hørte tydeligvis ikke efter.
I 2018 kunne han nemlig fortælle, at han som den første i verden havde ændret i to tvillingepigers gener vha. CRISPR, mens de blot var encellede organismer.
Indgrebet mødte fordømmelse over hele verden, og i 2020 sendte de kinesiske myndigheder He Jiankui tre år i fængsel for “illegal medicinsk praksis”.
He Jiankui blev idømt tre års fængsel for uetiske eksperimenter med CRISPR.
Jennifer Doudna – den ene af de to forskere, som forvandlede CRISPR til en fleksibel gensaks i 2012 – er både stolt og skræmt over det værktøj, hun har placeret i forskernes hænder.
Som hun udtalte det til den amerikanske avis Los Angeles Times tilbage i 2017: “CRISPR er tilgængeligt for mennesker over hele verden, hvilket både er fantastisk og foruroligende på samme tid, for hvordan kontrollerer du sådan noget som det her?”
CRISPR kan forvandle svin til organdonorer
Organtransplantationer redder tusindvis af liv hvert eneste år. Men listen over syge mennesker, der står på ventelisten til at modtage en ny nyre, en lunge eller et hjerte, er lang.
Alene i USA er 107.000 personer skrevet op til at modtage et nyt organ, og mange af patienterne når at dø, inden de får et donororgan.
I fremtiden vil manglen på organdonorer måske blot virke som et fjernt mareridt.
Forskere undersøger nemlig i disse år muligheden for at bruge grise som organdonorer til mennesker ved hjælp af CRISPR.
CRISPR kan gøre grises organer brugbare for mennesker.
Menneskets og grisens organer minder meget om hinanden, og idéen om at indsætte fx et rask grisehjerte i en menneskekrop er langtfra ny.
Problemet er bare, at vores immunforsvar afstøder griseorganer. Det skyldes, at immunforsvaret opfatter grisecellerne som fremmede, fordi deres overflade indeholder andre proteiner.
Med CRISPR kan forskerne ødelægge de gener, der giver alarmerende proteiner på celleoverfladen, og derved gøre grisecellerne usynlige for vores immunforsvar.
Det anslås dog, at der skal mindst 13.000 ændringer til i grisens dna, før den kan fungere som organdonor for mennesker.