CRISPR is de afgelopen jaren overal in het nieuws geweest, en met reden. Dit gen het uitgeven hulpmiddel maakt gen het uitgeven gemakkelijker en sneller dan ooit, en de mogelijkheden die het heeft geopend gaan veel verder dan menselijke gezondheid.
u hebt misschien gehoord van het enorme potentieel dat CRISPR kan hebben bij de behandeling van ziekten. De technologie versnelt nu al het onderzoek naar de onderliggende oorzaken van allerlei menselijke aandoeningen. Bovendien zijn klinische proeven aan de gang die het Hulpmiddel van de genuitgave gebruiken om ziekten te behandelen die zich van kanker tot blindheid en AIDS uitstrekken.De medische toepassingen van CRISPR zijn in de schijnwerpers komen te staan, vooral na de heftige kritiek die toen een Chinese wetenschapper aan de wereld onthulde de geboorte van de ‘CRISPR tweeling’, de eerste mensen die geboren werden uit een gen-bewerkt embryo. Maar de technologie biedt eindeloze (en minder moreel twijfelachtige) mogelijkheden buiten haar toepassingen in de menselijke gezondheid.Toen ik met verschillende spelers in de CRISPR arena sprak, verzamelde ik een lijst van ongebruikelijke toepassingen van CRISPR die duidelijk het potentieel laten zien dat de gen-editing-technologie veel verschillende soorten industrieën moet beïnvloeden.
fokken van gezelschapsdieren
eigenaren van gezelschapsdieren zijn altijd enthousiast over het gebruik van de nieuwste technologieën om hun gezelschapsdieren te helpen. Genetische testen diensten om de gezondheid en het ras van katten en honden te testen zijn gestegen in de afgelopen jaren, en CRISPR technologie kan binnenkort volgen.
de gen-editing tool is voorgesteld als een manier om de genetische ziekten die overvloedig aanwezig zijn bij honden van zuiver ras te verwijderen. Een goed voorbeeld zijn Dalmatiërs, die vaak een genetische mutatie dragen die hen vatbaar maakt voor blaasstenen. Een hondenfokker in de VS heeft een plan gemaakt om Dalmatiërs te repareren, hoewel de dieren door de FDA-beoordeling moeten gaan voordat ze kunnen worden verkocht.
andere projecten waarbij CRISPR wordt gebruikt voor het fokken van gezelschapsdieren omvatten de creatie van miniatuur varkens en van koikarpers met aangepaste grootte, kleur en patronen.
allergievrije voedingsmiddelen
voedselallergieën treffen een groot deel van de bevolking en kunnen in sommige gevallen levensbedreigend zijn. Met CRISPR kan het mogelijk zijn om melk, eieren of pinda ‘ s te maken die veilig zijn voor iedereen om te eten. “Er zijn vier eiwitten in eiwit dat allergie veroorzaken,” Tim Doran, onderzoeker bij Australië CSIRO, uitgelegd in een podcast. “We zijn in wezen herschrijven die regio’ s van het gen die worden herkend door het immuunsysteem en veroorzaken een allergische reactie.”
Doran ‘ s eigen dochter is allergisch voor eieren. “Toon me een kind dat geen verjaardagstaart wil hebben op zijn verjaardag. Dat zou het doel zijn – een mooie grote verjaardagstaart die ze zou kunnen hebben die lekker smaakt.”
een andere onderzoeksgroep in Nederland gebruikt CRISPR-Cas9 om het DNA van tarwe te wijzigen om gluten te verwijderen, waardoor het geschikt is voor coeliakie. De strenge EU-regelgeving voor het gebruik van CRISPR – genbewerking in planten kan het echter moeilijk maken voor dit project om het licht te zien, althans in Europa.
DNA ‘- bandrecorders’
wetenschappers van Harvard hebben CRISPR gebruikt om een moleculaire tool te maken, genaamd CAMERA — kort voor CRISPR-gemedieerde analoge multi-event opname-apparaten. De tool fungeert als een recorder van gebeurtenissen in de levensduur van een cel, zoals blootstelling aan antibiotica, voedingsstoffen, virussen en licht.
om dit te bereiken, werd CRISPR in cellen geprogrammeerd zodat een specifieke DNA-bewerking alleen in aanwezigheid van het signaal werd gemaakt. Door de snelheid van bewerkingen te tellen, kunnen ze zelfs de duur en sterkte van de trigger bepalen. Het systeem werkt in zowel bacteriële als menselijke cellen, en het is mogelijk om het meerdere soorten signalen tegelijkertijd op te nemen.
op lange termijn kunnen deze ontwikkelingen wetenschappers helpen om milieuverontreinigende stoffen in het veld op te sporen of de signalen te volgen die bepalen of stamcellen uitgroeien tot neuronen, spiercellen of een ander celtype.
cafeïnevrije koffiebonen
een bedrijf in het Verenigd Koninkrijk, Tropic Biosciences, heeft een gengediteerde variëteit aan koffiebonen gecreëerd die van nature cafeïnevrij zijn. Met behulp van CRISPR, het bedrijf is in staat geweest om de genen die de bonen produceren cafeïne uit te schakelen.
deze variëteit kan een positief effect hebben op de smaak, de voeding en de kosten van cafeïnevrije koffie. Momenteel, het produceren van decaf koffie vereist een dure en agressieve proces waarin de bonen worden geweekt en gestoomd.
” als je de bonen teelt zonder cafeïne of met een lagere hoeveelheid cafeïne om te beginnen, dan kun je een eindproduct bereiken dat veel dichter in smaak is bij normale koffie, en je kunt een groter gehalte behouden van de zeer gezonde verbindingen die van nature in koffie worden gevonden,” zei CEO Gilad Gershon in een interview.
groenere brandstoffen
genbewerking zou de productie van biobrandstoffen door algen kunnen verbeteren. Met behulp van CRISPR-Cas9 heeft het bedrijf Synthetic Genomics algenstammen gecreëerd die twee keer zoveel vet produceren, dat vervolgens wordt gebruikt om biodiesel te produceren. In het bijzonder, stond het gen het uitgeven hulpmiddel toe wetenschappers om genen te vinden en te verwijderen die de productie van vetten beperken.
tot nu toe produceerden algen niet voldoende vet om de productie van biodiesel economisch levensvatbaar te maken. Met deze wijziging is hun efficiëntie bij het omzetten van CO2 in biobrandstof veel hoger. Het bedrijf werkt nu samen met het oliebedrijf ExxonMobil om de doelstelling van de productie van 10.000 vaten algen biobrandstof per dag tegen 2025 te halen.
pittige tomaten
wetenschappers in Brazilië en Ierland gebruiken CRISPR om de eerste tomaat te maken die van nature kruidig is. Het blijkt dat de tomaat al veel van de genen draagt om capsaïcine te produceren, de verbinding die chilipepers kruidig maakt. Met tweaks van CRISPR konden de onderzoekers hen de ontbrekende genen geven om ze pittig te maken.Chilipepers zijn moeilijk te kweken . Ze vereisen zeer specifieke omstandigheden, produceren inconsistente niveaus van warmte, en hebben een veel lagere opbrengst dan tomaten. Dankzij CRISPR zou het gemakkelijker zijn om de pittige capsaïcine te verkrijgen door het te kweken in tomaten. De onderzoekers hebben al een eerste hybride van tomaat en chili gemaakt, en binnenkort kunnen we ze gebruiken om pittige salsa te maken.
uitroeien van ongedierte
CRISPR kan ons helpen de aantallen diersoorten die infectieziekten overdragen of die invasief zijn in een bepaald ecosysteem, onder controle te houden. De gen editing technologie kan worden gebruikt om ‘gen drives’ die ervoor zorgen dat een genetische modificatie zal worden geërfd door alle nakomelingen, verspreiden over een dierpopulatie over meerdere generaties te creëren.
vorig jaar hebben onderzoekers aan het Imperial College London, Verenigd Koninkrijk, aangetoond dat deze technologie kan worden gebruikt tegen de muggensoort die verantwoordelijk is voor de verspreiding van malaria. Ze introduceerden een gen dat, wanneer hun twee ouders het dragen, vrouwtjes ervan weerhoudt eieren te leggen. In een proef met gekooide muggen, werd de bevolking uitgeroeid zodra 7 generaties na de gene drive werd geïntroduceerd.Onderzoekers over de hele wereld zijn nu van plan om te testen of een soortgelijke aanpak kan dienen om invasieve ratten die schade aanrichten aan het ecosysteem van eilanden met bedreigde soorten te bestrijden — en zelfs om de schade van wilde katten in Australië te beperken. Er is echter controverse over de vraag of het gebruik van Gen-drives ethisch is en of ze moeten worden verboden.
snellere renpaarden
het Argentijnse bedrijf Kheiron-Biotech bewerkt het genoom van renpaarden om rassen te maken die sneller, sterker en beter springen. Dankzij CRISPR konden de onderzoekers bij het bedrijf het gen wijzigen dat Voor myostatin codeert, een proteã ne die voor de groei van spieren cruciaal is. Ze hebben gezonde embryo ‘ s geproduceerd en ze verwachten dat de eerste paarden dit jaar geboren worden. In 2013 heeft de International Federation for Equestrian Sports een verbod opgeheven om gekloonde paarden te beletten deel te nemen aan internationale wedstrijden. Sindsdien, gekloonde paarden hebben deelgenomen en winnen bij sporten zoals polo, en met Gen bewerken sommigen verwachten dat ze deel te nemen aan de Olympische Spelen in de toekomst.
voedzamere vis
genetisch gemodificeerde zalm die twee keer zo snel groeit als normale zalm wordt al in Canada geproduceerd. Met de komst van CRISPR gen het uitgeven, konden de wetenschappers nog verder gaan. Een onderzoeksgroep in Noorwegen heeft CRISPR-Cas9 gebruikt om steriele zalm te produceren, waardoor ze beter groeien en minder ziek worden. Het voorkomt ook dat de zalm zich voortplant als hij de aquacultuurvoorzieningen Weet te ontvluchten.
de onderzoekers onderzoeken nu eigenschappen die kunnen worden verbeterd met behulp van CRISPR. “We zijn geà nteresseerd in het verbeteren van de genetica voor een beter welzijn van de vissen, met inbegrip van ziekte resistentie,” Anna Wargelius, leider van de onderzoeksgroep, vertelde me. In de toekomst kan de techniek ook worden gebruikt om het omega-3-gehalte van de vis te verbeteren om het gezonder en voedzamer te maken.
de-extinctie
hoewel de term klinkt alsof het komt uit een sciencefiction roman, is het niet. Wetenschappers werken al aan het terugbrengen van uitgestorven dieren. De eerste kandidaat is de trekduif, ooit een bewoner van Noord-Amerikaanse bossen.
met behulp van CRISPR-technologie plannen onderzoekers om genen van de trekduiven te introduceren in zijn hedendaagse familielid — de bandstaartduif. De hybriden zullen gedurende meerdere generaties gefokt worden totdat het DNA van de nakomelingen overeenkomt met dat van de uitgestorven soorten. De eerste generatie ‘gereanimeerde’ duiven zal naar verwachting uitkomen in 2022.
niet lang daarna konden mammoeten volgen. Een groep op Harvard werkt nu aan het terugbrengen van de wolharige mammoet die duizenden jaren geleden uitgestorven is.
omslagillustratie door Elena Resko. Beelden via . Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd in Maart 2019 en is sindsdien bijgewerkt om veranderingen in het veld weer te geven.