CRISPR bylo v posledních několika letech ve všech zprávách a s rozumem. Tento nástroj pro úpravu genů usnadňuje a zrychluje editaci genů než kdy jindy a možnosti, které otevřel, jdou nad rámec lidského zdraví.
možná jste slyšeli o obrovském potenciálu, který může mít CRISPR při léčbě onemocnění. Tato technologie již urychluje výzkum základních příčin všech druhů lidských podmínek. Dále probíhají klinické studie využívající nástroj pro úpravu genů k léčbě nemocí od rakoviny po slepotu a AIDS.
lékařské využití CRISPR vzali pozornosti, a to zejména po intenzivní kritiku, že narostl poté, co Čínský vědec odhalil světu narození ‚CRISPR dvojčat, první lidé se narodí z gen-upravené embryo. Tato technologie však nabízí nekonečné (a méně morálně sporné) možnosti nad rámec svých aplikací v lidském zdraví.
Mluvil s několika hráči v CRISPR aréně, jsem shromáždil seznam neobvyklých aplikací CRISPR, které jasně ukazují potenciál, který technologie pro úpravu gen má vliv mnoho různých druhů průmyslových odvětví.
v Zájmovém chovu
Pet majitelé jsou vždy zájem na využití nejmodernější technologie, aby pomoci jejich domácích zvířat. Služby genetického testování pro testování zdraví a plemene koček a psů v posledních několika letech vzrostly a technologie CRISPR by mohla brzy následovat.
nástroj pro úpravu genů byl navržen jako způsob odstranění genetických chorob, které oplývají čistými plemennými psy. Skvělým příkladem jsou dalmatinci, kteří často nesou genetickou mutaci, díky níž jsou náchylní trpět kameny močového měchýře. Chovatel psů v USA vytvořil plán na opravu Dalmatinů, i když zvířata budou muset projít kontrolou FDA, než budou moci být prodána.
Mezi další projekty využívající CRISPR pro chov domácích zvířat patří tvorba miniaturních prasat a kaprů koi s vlastní velikostí, barvou a vzory.
Alergiky potraviny
alergiemi na Potraviny trpí obrovské procento populace, a může být život ohrožující v některých případech. S CRISPR by bylo možné vyrábět mléko,vejce nebo arašídy, které jsou bezpečné pro každého. „Ve vaječném bílku jsou čtyři proteiny, které způsobují alergii,“ vysvětlil v podcastu Tim Doran, výzkumník australského CSIRO. „V podstatě přepisujeme ty oblasti genu, které jsou rozpoznány imunitním systémem a způsobují alergickou reakci.“
Doranova vlastní dcera je alergická na vejce. „Ukaž mi dítě, které nechce mít k narozeninám Narozeninový dort.“ To by byl cíl-pěkný velký narozeninový dort, který by mohla mít, který chutná docela dobře.“
další výzkumná skupina v Nizozemsku používá CRISPR-Cas9 k úpravě DNA pšenice za účelem odstranění lepku, což je vhodné pro celiaky. Přísné nařízení EU o používání úpravy genů CRISPR v rostlinách by však mohlo ztížit, aby tento projekt viděl světlo, alespoň v Evropě.
DNA ‚magnetofony‘
Vědci na Harvard používají CRISPR vytvořit molekulární nástroj s názvem CAMERA — zkratka pro CRISPR-zprostředkované analogový multi-event nahrávání přístroje. Nástroj funguje jako záznamník událostí v průběhu života buňky, jako je expozice antibiotikům, živinám, virům a světlu.
k dosažení tohoto cíle byl CRISPR naprogramován do buněk tak, aby specifická úprava DNA byla provedena pouze za přítomnosti signálu. Počítáním rychlosti úprav mohou dokonce určit trvání a sílu spouště. Systém pracuje v bakteriálních i lidských buňkách a je možné jej zaznamenat více druhů signálů současně.
V dlouhodobém horizontu, tento vývoj by mohl vědcům pomoci zjistit látek znečišťujících životní prostředí v oblasti, nebo sledovat signály, které určují, zda kmenové buňky rostou neurony, svalové buňky nebo jiný typ buňky.
bez Kofeinu kávová zrna
společnost ve velké BRITÁNII s názvem Tropic Biosciences vytvořil gene upravovat řadu kávových zrn, které jsou přirozeně bez kofeinu. Pomocí CRISPR byla společnost schopna vypnout geny, díky nimž fazole produkují kofein.
tato odrůda by mohla mít pozitivní dopad na chuť, výživu a náklady na kávu bez kofeinu. V současné době vyžaduje výroba kávy bez kofeinu nákladný a agresivní proces, při kterém jsou fazole namočené a napařené.
„Pokud rostou zrna bez kofeinu nebo s nižší množství kofeinu chcete-li začít s, pak můžete dosáhnout koncový produkt, který je mnohem blíž, chuť na normální kávu, a můžete udržovat větší obsah velmi zdravé sloučeniny, které se přirozeně nacházejí v kávě,“ uvedl generální ŘEDITEL Gilada Gershon řekl v rozhovoru.
Ekologičtějších paliv
úpravy Gen mohl zlepšit výrobu biopaliva z řas. Pomocí CRISPR-Cas9 vytvořila společnost Synthetic Genomics kmeny řas, které produkují dvakrát tolik tuku, který se pak používá k výrobě bionafty. Zejména nástroj pro úpravu genů umožnil vědcům najít a odstranit geny, které omezují produkci tuků.
až dosud řasy nevytvářely dostatečně vysoké množství tuku, aby byla výroba bionafty ekonomicky životaschopná. S touto úpravou je jejich účinnost přeměny CO2 na biopalivo mnohem vyšší. Společnost nyní spolupracuje s ropnou společností ExxonMobil na splnění cíle vyrábět 10 000 barelů biopaliv z řas denně do roku 2025.
Pikantní rajčata
Vědci v Brazílii a Irsku jsou pomocí CRISPR vytvořit první rajče, které je přirozeně pikantní. Ukázalo se, že rajče již nese mnoho genů produkovat kapsaicin, sloučenina, která dává chilli papričky pikantní. S vylepšeními od CRISPR by jim vědci mohli dát chybějící geny, aby byly pikantní.
chilli papričky se těžko pěstují. Vyžadují velmi specifické podmínky, produkují nekonzistentní úrovně tepla a mají mnohem nižší výnos než rajčata. Díky CRISPR by bylo snazší získat pikantní kapsaicin pěstováním v rajčatech. Vědci již vytvořili první hybrid rajčat a chilli a brzy je můžeme použít k výrobě pikantní salsy.
Vymýcení škůdců
CRISPR by nám mohl pomoci kontrolovat množství zvířecích druhů, které přenášejí infekční nemoci, nebo které jsou invazní v určitém ekosystému. Technologie úpravy genů může být použita k vytvoření „genových pohonů“, které zajistí, že genetická modifikace bude zděděna všemi potomky a bude se šířit po celé populaci zvířat po několik generací.
v loňském roce vědci z Imperial College London ve Velké Británii prokázali, že tato technologie může být použita proti druhům komárů, které jsou zodpovědné za šíření malárie. Zavedli gen, který, když ho nesou jejich dva rodiče, brání samicím snášet vejce. Ve studii s komáry v kleci byla populace zničena, jakmile 7 generací po zavedení genového pohonu.
Vědci po celém světě jsou nyní plánuje otestovat, zda podobný přístup by mohl sloužit k boji invazní krysy, které způsobit zmatek na ekosystém ostrovů s ohroženými druhy — a dokonce i k omezení škod z divoké kočky v Austrálii. Existuje však spor o to, zda je používání genových pohonů etické a zda by měly být zakázány.
Rychlejší dostihových koní
Argentinské firmy Kheiron-Biotech je editace genomu dostihových koní, aby se plemena, která jsou rychlejší, silnější a lepší skokani. Díky CRISPR byli vědci ve společnosti schopni modifikovat gen kódující myostatin, protein, který je rozhodující pro růst svalů. Vyprodukovali zdravá embrya a očekávají, že se letos narodí první koně.
v roce 2013 Mezinárodní federace jezdeckých sportů zrušila zákaz klonovaných koní soutěžit v mezinárodních soutěžích. Od té doby, klonovaní koně se účastní a vyhrávají ve sportech, jako je pólo, a s úpravou genu někteří očekávají, že se v budoucnu zúčastní olympijských her.
Více výživné ryby
Geneticky modifikovaný losos roste dvakrát tak rychle, jsou normální losos je již vyráběná v Kanadě. S příchodem úpravy genů CRISPR by vědci mohli jít ještě dále. Výzkumná skupina v Norsku použila CRISPR-Cas9 k produkci sterilního lososa, díky čemuž rostou lépe a jsou méně náchylní k onemocnění. Zastaví také chov lososa, pokud se mu podaří uniknout zařízením akvakultury.
vědci nyní zkoumají vlastnosti, které by mohly být vylepšeny pomocí CRISPR. „Máme zájem na zlepšení genetiky pro lepší blaho ryb, včetně odolnosti vůči chorobám,“ řekla vedoucí výzkumné skupiny Anna Wargelius. V budoucnu by tato technika mohla být také použita ke zvýšení obsahu omega-3 v rybách, aby byla zdravější a výživnější.
De-zánik
Ačkoli termín zní jako z vědeckofantastického románu to není. Vědci již pracují na navrácení vyhynulých zvířat. Prvním kandidátem je holub cestující, kdysi obyvatel severoamerických lesů.
pomocí technologie CRISPR vědci plánují zavést geny z osobních holubů do svého moderního příbuzného-holuba pásového. Hybridy budou chovány po několik generací, dokud se DNA potomstva neshoduje s DNA vyhynulého druhu. Očekává se, že první generace „oživených“ holubů se vylíhne v roce 2022.
nedlouho poté mohli mamuti následovat. Skupina na Harvardu nyní pracuje na navrácení vlněného mamuta, který vyhynul před tisíci lety.
titulní ilustrace Elena Resko. Obrázky přes . Tento článek byl původně publikován v březnu 2019 a od té doby byl aktualizován, aby odrážel změny v této oblasti.