Edytowanie genów

Edytowanie genów

Edytowanie genów ma się do klasycznych GMO mniej więcej tak, jak silnik spalinowy do palenia węglem w piecu. Jedno i drugie to uwalnianie energii zakumulowanej w kopalinach, ale przepaść technologiczna jest chyba oczywista. Technicznie najbardziej zaawansowaną rzeczą, jaką zbudować można było w oparciu o węgiel, była lokomotywa parowa. Nasza cywilizacja wyglądałaby mocno inaczej, gdybyśmy do dziś musieli korzystać z pieców węglowych stanowiących źródło energii w silnikach parowych.

Biotechnologia powoli wychodzi z ery silników parowych, wchodzą w erę silników spalinowych. Chodzi o techniki edytowania genów, na których trop uczeni wpadli już w latach 80 zeszłego wieku.

O ile tradycyjne techniki modyfikacji polegały na tym, że pożądany gen jest na chybił trafił wciskany gdzieś w genom modyfikowanych komórek, które dopiero potem są selekcjonowane pod kątem prawidłowo przeprowadzonej modyfikacji. Edytowanie genów polega na wyszukaniu sekwencji, która nas interesuje i zmodyfikowaniu jej, precyzyjnie, w sposób, który nas interesuje.

Ostatnio w New Yorkerze pojawił się świetny, długi artykuł Michaela Spectera Gene Hackers, właśnie o edytowaniu genów: 

“CRISPR is the Model T of genetics,” Hank Greely told me when I visited him recently, at Stanford Law School, where he is a professor and the director of the Center for Law and the Biosciences. “The Model T wasn’t the first car, but it changed the way we drive, work, and live. CRISPR has made a difficult process cheap and reliable. It’s incredibly precise. But an important part of the history of molecular biology is the history of editing genes.”

Scientists took the first serious step toward controlling our genes in the early nineteen-seventies, when they learned to cut chains of DNA by using proteins called restriction enzymes. Suddenly, genes from organisms that would never have been able to mate in nature could be combined in the laboratory. But those initial tools were more hatchet than scalpel, and, because they could recognize only short stretches within the vast universe of the human genome, the editing was rarely precise. (Imagine searching through all of Shakespeare for Hamlet’s soliloquy on suicide, relying solely on the phrase “to be.” You’d find the passage, but only after landing on several hundred unrelated citations.)

When the first draft of the Human Genome Project was published, in 2001, the results were expected to transform our understanding of life. In fundamental ways, they have; the map has helped researchers locate thousands of genes associated with particular illnesses, including hundreds that cause specific types of cancer. To understand the role that those genes play in the evolution of a disease, however, and repair them, scientists need to turn genes on and off systematically and in many combinations. Until recently, though, altering even a single gene took months or years of work.

That began to change with the growing use of zinc fingers, a set of molecular tools that, like CRISPR clusters, were discovered by accident. In 1985, scientists studying the genetic code of the African clawed frog noticed a finger-shaped protein wrapped around its DNA. They soon figured out how to combine that tenacious grip with an enzyme that could cut the DNA like a knife. Two decades later, geneticists began using TALEs, which are made up of proteins secreted by bacteria. But both engineering methods are expensive and cumbersome. Even Zhang, who published the first report on using TALEs to alter the genes of mammals, realized that the system was little more than an interim measure. “It is difficult to use,” he told me. “I had to assign a graduate student just to make the proteins and test them before I could begin to use them in an experiment. The procedure was not easy.”

Jeśli macie wolny wieczór i chcecie poćwiczyć swój angielski, to jest doskonały pretekst, a przy okazji możecie się sporo dowiedzieć o jednej z ciekawszych technik w tej chwili rozwijanych w labolatoriach.

Technik, które dają już praktyczne rezultaty, jak wskazuje z kolei Wojciech Zalewski na swoim blogu:

Miniaturowe świnki Bama powstały w wyniku zastosowania enzymów tnących DNA, tzw. TALENs, które wykorzystuje się do „wyłączania” pożądanych genów. Naukowcy stosując TALENs, dezaktywowali geny kodujące receptory hormonu wzrostu, co w efekcie znacząco ogranicza wzrost organizmu. Badacze chcieli w ten sposób uzyskać mikroświnki, które wykorzystywane będą do badań naukowych. (...)
Dorosłe osobniki genetycznie modyfikowanych mikroświnek Bama, uzyskane w laboratoriach BGI, ważą ok. 15 kg. Znaczące zmniejszenie wymiarów zwierząt doświadczalnych jest niewątpliwie dużą zaletą dla badaczy. (...)
Szefowie ośrodka BGI doszli do wniosku, że zminiaturyzowane zwierzęta mogłyby być ciekawą ofertą dla osób chcących posiadać mikroświnki w domu. Na wrześniowej konferencji biotechnologicznej odbywającej się w Shenzhen przedstawiciele BGI poinformowali, że mikroświnki Bama będą sprzedawane za ok. 10 tys. Yuanów (ok. 1600 dol.). Yong Li, dyrektor naukowy ds. badań nad zwierzętami w BGI, stwierdził, że zaproponowana cena służy ocenie rynku. BGI poinformowało również, że w przyszłości planowane jest dostarczenie na rynek mikroświnek o zmienionym wyglądzie, np. kolorze skóry – takie możliwości daje stosowanie technik edytowania genomów. (...)
Niektórzy obawiają się, że możemy zacząć posuwać się za daleko w spełnianiu zachcianek osób, które mogłyby sobie życzyć różnych wymyślnych modyfikacji swych pupili. Kolejny, dużo szerszy problem związany jest z brakiem regulacji prawnych dotyczących dopuszczania na rynek organizmów uzyskanych w wyniku stosowania tzw. edytowania genomów (m.in. TALENs czy CRISPR).
Wiedza i trylobity

Wiedza i trylobity

Jaś sucks

Jaś sucks