genomredigering (även kallad genredigering) är en grupp tekniker som ger forskare förmågan att förändra en organisms DNA. Dessa tekniker gör det möjligt att lägga till, ta bort eller ändra genetiskt material på vissa platser i genomet. Flera metoder för genomredigering har utvecklats. En ny är känd som CRISPR-Cas9, som är kort för grupperade regelbundet interspaced korta palindromiska upprepningar och CRISPR-associerat protein 9. CRISPR-Cas9-systemet har genererat mycket spänning i det vetenskapliga samfundet eftersom det är snabbare, billigare, mer exakt och effektivare än andra befintliga genomredigeringsmetoder.

CRISPR-Cas9 anpassades från ett naturligt förekommande genomredigeringssystem i bakterier. Bakterierna fångar upp fragment av DNA från invaderande virus och använder dem för att skapa DNA-segment som kallas CRISPR-arrayer. CRISPR-arrayerna tillåter bakterierna att ”komma ihåg” virusen (eller nära besläktade). Om virusen attackerar igen producerar bakterierna RNA-segment från CRISPR-arrayerna för att rikta virusens DNA. Bakterierna använder sedan Cas9 eller ett liknande enzym för att skära DNA isär, vilket inaktiverar viruset.CRISPR-Cas9-systemet fungerar på samma sätt i laboratoriet. Forskare skapar en liten bit RNA med en kort ”guide” – sekvens som fäster (binder) till en specifik MÅLSEKVENS av DNA i ett genom. RNA binder också till Cas9-enzymet. Som i bakterier används det modifierade RNA för att känna igen DNA-sekvensen, och Cas9-enzymet skär DNA på den riktade platsen. Även om Cas9 är det enzym som används oftast, kan andra enzymer (till exempel Cpf1) också användas. När DNA har klippts använder forskare cellens egna DNA-reparationsmaskiner för att lägga till eller ta bort bitar av genetiskt material eller för att göra ändringar i DNA genom att ersätta ett befintligt segment med en anpassad DNA-sekvens.

genomredigering är av stort intresse för förebyggande och behandling av mänskliga sjukdomar. För närvarande görs mest forskning om genomredigering för att förstå sjukdomar som använder celler och djurmodeller. Forskare arbetar fortfarande för att avgöra om detta tillvägagångssätt är säkert och effektivt för användning hos människor. Det undersöks i forskning om en mängd olika sjukdomar, inklusive enstaka genstörningar som cystisk fibros, hemofili och sicklecellsjukdom. Det håller också löfte om behandling och förebyggande av mer komplexa sjukdomar, såsom cancer, hjärtsjukdom, psykisk sjukdom och infektion med humant immunbristvirus (HIV).

etiska problem uppstår när genomredigering, med hjälp av tekniker som CRISPR-Cas9, används för att förändra mänskliga genom. De flesta av de förändringar som införs med genomredigering är begränsade till somatiska celler, som är andra celler än ägg-och spermier. Dessa förändringar påverkar endast vissa vävnader och överförs inte från en generation till nästa. Förändringar som gjorts i gener i ägg-eller spermceller (bakterieceller) eller i generna i ett embryo kan emellertid överföras till kommande generationer. Germline cell och embryo genom redigering ta upp ett antal etiska utmaningar, inklusive om det skulle vara tillåtet att använda denna teknik för att förbättra normala mänskliga egenskaper (såsom höjd eller intelligens). Baserat på oro för etik och säkerhet är redigering av bakterieceller och embryongenom för närvarande olagligt i många länder.

vetenskapliga tidskriftsartiklar för vidare läsning

Ormond KE (1), Mortlock DP(2), Scholes DT(3), bombardera Y(4), Brody LC(5), Faucett WA(6), garnison NA(7), Hercher L(8), Isasi R(9), Middleton A(10), Musunuru K(11), Shriner D(12), Virani A(13), Young CE(3). Mänsklig Germline Genom Redigering. Är J Hum Genet. 2017 Augusti 3; 101 (2):167-176. PubMed: 28777929. Fri fulltext tillgänglig från PubMed Central: PMC5544380.

Gupta RM, Musunuru K. Utöka det genetiska redigeringsverktygssatsen: ZFNs, TALENs och CRISPR-Cas9. J Clin Invest. 2014 oktober; 124 (10):4154-61. doi: 10.1172 / JCI72992. Epub 2014 Oktober 1. Recension. PubMed: 25271723. Fri fulltext tillgänglig från PubMed Central: PMC4191047.

Hsu PD, Lander ES, Zhang F. utveckling och tillämpningar av CRISPR-Cas9 för genomteknik. Cell. 2014 Juni 5; 157 (6):1262-78. doi: 10.1016 / j. cell.2014.05.010. Recension. PubMed: 24906146. Fri fulltext tillgänglig från PubMed Central: PMC4343198.

Komor AC, Badran AH, Liu Dr. CRISPR-baserad teknik för Manipulation av eukaryota genom. Cell. 2017 April 20; 169 (3):559. doi: 10.1016 / j. cell.2017.04.005. PubMed: 28431253.

Lander ES. Hjältarna i CRISPR. Cell. 2016 Jan 14; 164 (1-2):18-28. doi: 10.1016 / j. cell.2015.12.041. Recension. PubMed: 26771483.