a CRISPR az elmúlt néhány évben az egész hírben volt, és okkal. Ez a génszerkesztő eszköz könnyebbé és gyorsabbá teszi a génszerkesztést, mint valaha, és az általa megnyitott lehetőségek jóval túlmutatnak az emberi egészségen.
lehet, hogy hallottál a CRISPR óriási lehetőségeiről a betegségek kezelésében. A technológia már felgyorsítja a mindenféle emberi állapot mögöttes okainak kutatását. Továbbá folyamatban vannak a génszerkesztő eszközt használó klinikai vizsgálatok a ráktól a vakságig és az AIDS-ig terjedő betegségek kezelésére.
a CRISPR orvosi alkalmazásai reflektorfénybe kerültek, különösen az intenzív kritika után, amely azután támadt, hogy egy kínai tudós feltárta a világnak a CRISPR ikrek születését, az első embert, aki génszerkesztett embrióból született. De a technológia végtelen (és kevésbé erkölcsileg megkérdőjelezhető) lehetőségeket kínál az emberi egészségben való alkalmazásán túl.
a CRISPR aréna több szereplőjével beszélgetve összegyűjtöttem a CRISPR szokatlan alkalmazásainak listáját, amelyek egyértelműen megmutatják, hogy a génszerkesztő technológia számos különböző iparágra hatással lehet.
kisállat tenyésztés
a kedvtelésből tartott állatok tulajdonosai mindig szívesen használják ki a legújabb technológiákat, hogy segítsék társaikat. A macskák és kutyák egészségének és fajtájának tesztelésére szolgáló genetikai tesztelési szolgáltatások az elmúlt években megugrottak, és a CRISPR technológia hamarosan következhet.
a génszerkesztő eszközt javasolták a tiszta fajtájú kutyákban bővelkedő genetikai betegségek eltávolítására. Nagyszerű példa erre a dalmátok, amelyek gyakran genetikai mutációt hordoznak, amely hajlamossá teszi őket hólyagkövek szenvedésére. Az Egyesült Államokban egy kutyatenyésztő kidolgozott egy tervet a dalmátok javítására, bár az állatoknak át kell esniük az FDA felülvizsgálatán, mielőtt eladhatók lennének.
a CRISPR-t kedvtelésből tartott állatok tenyésztésére használó egyéb projektek közé tartozik a miniatűr sertések és az egyedi méretű, színű és mintázatú koi pontyok létrehozása.
allergiamentes élelmiszerek
az élelmiszer-allergia a lakosság hatalmas százalékát érinti, és egyes esetekben életveszélyes lehet. A CRISPR segítségével olyan tejet, tojást vagy földimogyorót lehet készíteni, amely mindenki számára biztonságos. “A tojásfehérjében négy fehérje okoz allergiát” – magyarázta Tim Doran, az Ausztrál CSIRO kutatója egy podcastban. “Lényegében átírjuk a gén azon régióit, amelyeket az immunrendszer felismer és allergiás reakciót vált ki.”
Doran saját lánya allergiás a tojásra. “Mutass nekem egy gyereket, aki nem akar születésnapi tortát a születésnapján. Ez lenne a cél — egy szép nagy születésnapi torta, amely nagyon jó ízű lehet.”
egy másik kutatócsoport Hollandiában a CRISPR-Cas9-et használja a búza DNS-ének módosítására a glutén eltávolítására, alkalmassá téve a celiacsok számára. Az EU szigorú szabályozása a CRISPR génszerkesztés növényekben történő használatáról azonban megnehezítheti ennek a projektnek a megvilágítását, legalábbis Európában.
DNS ‘magnetofonok’
a Harvard tudósai CRISPR — t használtak egy molekuláris eszköz létrehozására, az úgynevezett kamera-rövidítés a CRISPR által közvetített analóg többeseményes felvevő készülékhez. Az eszköz a sejtek élettartama során bekövetkező események rögzítőjeként működik, mint például az antibiotikumoknak, tápanyagoknak, vírusoknak és fénynek való kitettség.
ennek elérése érdekében a CRISPR-t sejtekbe programozták úgy, hogy egy specifikus DNS-szerkesztés csak a jel jelenlétében történjen. A szerkesztések arányának megszámlálásával még a trigger időtartamát és erősségét is meghatározhatják. A rendszer mind a bakteriális, mind az emberi sejtekben működik, és lehetséges, hogy egyszerre többféle jelet rögzítsen.
hosszú távon ezek a fejlemények segíthetik a tudósokat a környezeti szennyező anyagok felderítésében a területen, vagy nyomon követhetik azokat a jeleket, amelyek meghatározzák, hogy az őssejtek neuronokká, izomsejtekké vagy más sejttípusokká nőnek-e.
koffeinmentes kávébab
az Egyesült Királyságban a Tropic Biosciences nevű vállalat létrehozott egy génszerkesztett kávébabot, amely természetesen koffeinmentes. A CRISPR használatával a vállalat képes volt kikapcsolni azokat a géneket, amelyek a babot koffeint termelnek.
ez a fajta pozitív hatással lehet a koffeinmentes kávé ízére, táplálkozására és költségére. Jelenleg a koffeinmentes kávé előállítása költséges és agresszív eljárást igényel, amelyben a babot áztatják és párolják.
“ha a babot koffein nélkül vagy alacsonyabb mennyiségű koffeinnel termesztjük, akkor olyan végterméket érhetünk el, amely ízében sokkal közelebb áll a normál kávéhoz, és nagyobb mennyiségben tarthatjuk fenn a kávéban természetesen megtalálható nagyon egészséges vegyületeket” – mondta Gilad Gershon vezérigazgató egy interjúban.
zöldebb üzemanyagok
a génszerkesztés javíthatja a bioüzemanyagok algák általi előállítását. A CRISPR-Cas9 használatával a Synthetic Genomics cég olyan algatörzseket hozott létre, amelyek kétszer annyi zsírt termelnek, amelyet biodízel előállítására használnak fel. Különösen a génszerkesztő eszköz lehetővé tette a tudósok számára, hogy megtalálják és eltávolítsák azokat a géneket, amelyek korlátozzák a zsírok termelését.
eddig az algák nem termeltek elég magas zsírtartalmat ahhoz, hogy a biodízel előállítása gazdaságilag életképes legyen. Ezzel a módosítással a CO2 bioüzemanyaggá történő átalakításának hatékonysága sokkal magasabb. A vállalat most az ExxonMobil olajvállalattal dolgozik azon cél elérése érdekében, hogy napi 10 000 hordó algás bioüzemanyagot állítson elő 2025-ig.
fűszeres paradicsom
Brazíliában és Írországban a tudósok CRISPR-t használnak az első természetesen fűszeres paradicsom létrehozásához. Kiderült, hogy a paradicsom már sok gént hordoz a kapszaicin előállításához, amely a chili paprikát fűszeressé teszi. A CRISPR csípéseivel a kutatók megadhatják nekik a hiányzó géneket, hogy fűszeresek legyenek.
a Chili paprikát nehéz termeszteni. Nagyon specifikus feltételeket igényelnek, következetlen hőmennyiséget termelnek, és sokkal alacsonyabb hozammal rendelkeznek, mint a paradicsom. A CRISPR-nek köszönhetően könnyebb lenne megszerezni a fűszeres kapszaicint paradicsomban termesztve. A kutatók már létrehozták a paradicsom és a chili első hibridjét, és hamarosan felhasználhatjuk őket fűszeres salsa készítésére.
kártevők felszámolása
a CRISPR segíthet nekünk a fertőző betegségeket továbbító vagy egy adott ökoszisztémában invazív állatfajok számának szabályozásában. A génszerkesztő technológia olyan génvezérlők létrehozására használható, amelyek biztosítják, hogy a genetikai módosítást minden utód örökölje, és több generáción keresztül terjedjen az állatpopulációban.
tavaly a londoni Imperial College kutatói bebizonyították, hogy ezt a technológiát fel lehet használni a malária terjedéséért felelős szúnyogfajok ellen. Bevezettek egy gént, amely, amikor két szüleik hordozzák, megakadályozza a nőstényeket a tojásrakásban. A ketrecbe zárt szúnyogokkal végzett kísérlet során a populációt 7 generációval a génmeghajtás bevezetése után kiirtották.
a kutatók szerte a világon azt tervezik, hogy teszteljék, vajon egy hasonló megközelítés szolgálhat — e az invazív patkányok elleni küzdelemben, amelyek pusztítást okoznak a veszélyeztetett fajokkal rendelkező szigetek ökoszisztémájában-sőt a vadon élő macskák károsodásának korlátozására Ausztráliában. Vita van azonban arról, hogy a génmeghajtók használata etikus-e, és be kell-e tiltani őket.
gyorsabb versenylovak
az argentin Kheiron-Biotech cég szerkeszti a versenylovak genomját, hogy gyorsabb, erősebb és jobb jumpereket készítsen. A CRISPR-nek köszönhetően a vállalat kutatói képesek voltak módosítani a myostatin, az izmok növekedéséhez elengedhetetlen fehérje kódoló génjét. Egészséges embriókat hoztak létre, és arra számítanak, hogy az első lovak ebben az évben születnek meg.
2013-ban a lovassportok Nemzetközi Szövetsége feloldotta a klónozott lovak nemzetközi versenyeken való versenyének tilalmát. Azóta a klónozott lovak részt vesznek és nyernek olyan sportokban, mint a polo, és a génszerkesztés miatt egyesek arra számítanak, hogy a jövőben részt vesznek az olimpián.
több tápláló hal
géntechnológiával módosított lazac, amely kétszer olyan gyorsan növekszik, mint a normál lazac, már Kanadában előállították. A CRISPR génszerkesztés megjelenésével a tudósok még tovább mehetnek. Egy norvég kutatócsoport a CRISPR-Cas9-et steril lazac előállítására használta, ami jobbá teszi őket, és kevésbé hajlamosak a betegségre. Megakadályozza a lazac szaporodását is, ha sikerül elmenekülnie az akvakultúra-létesítményekből.
a kutatók most olyan tulajdonságokat vizsgálnak, amelyeket a CRISPR segítségével javítani lehetne. “Érdekeltek vagyunk a genetika javításában a halak jobb jóléte érdekében, beleértve a betegségekkel szembeni ellenállást is” – mondta nekem Anna Wargelius, a kutatócsoport vezetője. A jövőben a technika felhasználható a halak omega-3 tartalmának növelésére is, hogy egészségesebb és táplálóbb legyen.
kihalás
bár a kifejezés úgy hangzik, mintha egy tudományos-fantasztikus regényből származna, nem az. A tudósok már dolgoznak a kihalt állatok visszahozásán. Az első jelölt a vándorgalamb, egykor észak-amerikai erdők lakója.
a CRISPR technológia segítségével a kutatók azt tervezik, hogy a vándorgalambokból származó géneket bevezetik a mai rokonába-a sávos farokgalambba. A hibrideket több generáción át tenyésztik, amíg az utódok DNS-je meg nem egyezik a kihalt fajéval. Az újjáéledt galambok első generációja várhatóan 2022-ben kel ki.
nem sokkal később mamutok követhetik. A Harvard egy csoportja most azon dolgozik, hogy visszahozza a gyapjas mamutot, amely évezredekkel ezelőtt kihalt.
borító illusztráció: Elena Resko. Képek keresztül . Ez a cikk eredetileg 2019 márciusában jelent meg, és azóta frissült, hogy tükrözze a mező változásait.