Mindenki hallott már a CRISPR-ről?
Meg lennék döbbenve, ha nem.
Ez egy génszerkesztésre szolgáló technológia,
és annyira sokoldalú és annyira ellentmondásos,
hogy mindenféle igazán érdekes beszélgetésre ad okot.
Vissza kellene-e hoznunk a gyapjas mamutot?
Szerkesszük-e az emberi embriót?
És a személyes kedvencem:
mivel indokolhatjuk,
hogy e technológiával
az emberiségre ártalmasnak vélt egyik fajt
eltöröljük a Föld színéről?
Ez a tudományág sokkal gyorsabban fejlődik,
mint a szabályozó mechanizmusok.
Ezért az elmúlt hat évben
személyes küldetésemmé lett,
hogy a lehető legtöbb emberrel értessem meg
az ilyen típusú technológiákat és a következményeiket.
A CRISPR körül hatalmas felhajtást csap a média,
és a leggyakrabban használt szavak a "könnyű" és az "olcsó”.
Szeretnék egy kicsit mélyebbre leásni,
és belepillantani a CRISPR körüli mítoszokba és a valóságba.
Ha az ember CRISPR-t akar használni,
először is meg kell rongálnia a DNS-t.
A rongálás a dupla szál eltörését jelenti
a kettős hélixben.
Ezután beindulnak a sejt javító folyamatai,
mi pedig meggyőzzük a javítási folyamatokat,
hogy a természetes szerkesztés helyett
az általunk kívántat végezzék el.
Ez így működik:
A rendszer két részből áll.
Van egy Cas9-fehérje és egy úgynevezett irányító RNS.
Szeretek irányított rakétaként gondolni rá.
A Cas9 – imádom az antropomorfizmust –,
szóval a Cas9 egy Pac-Man-szerű dolog,
amely meg akarja rágni a DNS-t,
az irányító RNS pedig a póráz, amely mindaddig távol tartja a genomtól,
amíg meg nem találja azt a pontos helyet, amelyhez illik.
A kettő kombinációja az ún. CRISPR.
Ez olyan rendszer,
amit egy nagyon ősi bakteriális immunrendszertől loptunk el.
Az a bámulatos a dologban,
hogy a csupán 20 betűből álló irányító RNS
célozza meg a rendszert.
Az RNS-t könnyű megtervezni,
és nagyon olcsón meg lehet venni.
Ez a rendszer moduláris része;
minden más ugyanolyan marad.
Ezért rendkívül könnyű és hatékony a rendszer használata.
Az irányító RNS és a Cas9 fehérje
együttesen végigugrálnak a genomon,
és ha egy olyan helyet találnak, amely egybevág az irányító RNS-sel,
akkor az beilleszkedik a kettős hélix két szála közé,
széthúzza őket egymástól,
ez pedig megadja a jelet a Cas9 fehérjének a vágásra.
Hirtelen
teljesen kétségbeesett sejtet kapunk,
mert van benne egy törött DNS-darab.
Mihez kezd?
Hívja az "elsősegély-szolgálatot".
Két fő javítási folyamat létezik.
Az első csak fogja a DNS-t, és visszatolja a két részt egymáshoz.
Ez nem túl hatékony rendszer,
mert néha egy bázis kiesik
vagy hozzáadódik.
Megfelelő mód lehet arra, hogy kiüssünk egy gént,
de nem az efféle módszert akarjuk génszerkesztésre használni.
A második javítási folyamat sokkal érdekesebb.
Ebben a folyamatban
a rendszer vesz egy homológ, azaz megegyező DNS-darabot.
A diploid szervezetekben, mint amilyen az emberé is,
az anyai és az apai genomból is található egy-egy példány,
így ha valamelyik károsodik,
a másik kromoszóma használható a megjavításához.
Szóval a módszer innen származik.
Megtörténik a javítás,
és a genom újra biztonságban van.
A folyamatot úgy téríthetjük el,
hogy egy hamis DNS-darabot adunk a rendszerbe,
egy mindkét végén homológ,
de középen különböző darabot.
Középre azt teszünk be, amit akarunk,
és így becsapjuk a sejtet.
Tehát meg lehet változtatni egy betűt,
ki lehet venni egy betűt,
de ami a legfontosabb, új DNS-t lehet berakni,
mint egy trójai falovat.
A CRISPR csodálatos lesz
olyan értelemben, hogy számos különböző tudományos eredményt
fog katalizálni.
A különleges dolog itt a moduláris célzórendszer.
Már évek óta helyezünk be DNS-t az élőlényekbe, nem?
Viszont a moduláris célzórendszerrel
pontosan oda tehetjük, ahova akarjuk.
Rengeteget beszélnek róla, hogy olcsó,
és könnyű a használata.
Egy közösségi labort vezetek.
Az emberek elkezdtek e-maileket írogatni nekem, pl.
"Helló, elmehetnék az önök nyitott éjszakájára,
és esetleg módosíthatnám a génállományomat a CRISPR-rel?
(Nevetés)
Komolyan.
Erre én: "Nem, nem lehet."
(Nevetés)
"De úgy tudom, hogy olcsó és egyszerű."
Vizsgáljuk meg ezt egy kicsit.
Mennyire olcsó?
Igen, viszonylag olcsó.
Egy kísérlet átlagos anyagköltségét
néhány ezer dollárról néhány száz dollárra csökkenti,
és az időt is lerövidíti.
Néhány hétről néhány napra.
Ez ragyogó.
A munkához szükség van egy profi laborra is;
semmi érdemleges dolgot nem lehet csinálni profi laborokon kívül.
Ne hallgassanak senkire, aki azt mondja,
hogy ilyesmit meg lehet csinálni a konyhaasztalon.
Tényleg nem könnyű ilyen munkát végezni.
Arról nem is szólva, hogy szabadalmi harc folyik,
még ha feltalál is az ember valamit,
a Broad Intézet és a Kaliforniai Egyetem között folyik egy szabadalmi vita.
Lenyűgöző figyelni, mi történik.
Tisztességtelen állításokkal vádolják egymást,
az emberek meg azt mondják:
"Ó, hát itt és itt aláírtam a jegyzőkönyvemet."
Ezzel még évekig nem fognak dűlőre jutni.
Amikor meg vége lesz,
mérget vehetnek rá, hogy jó kis szabadalmi díjat kell majd fizetni
az ilyen dolgok használatáért.
Szóval akkor tényleg olcsó?
Olcsó, amennyiben alapkutatást végez az ember, és van egy laborja.
És az egyszerűség? Nézzük meg ezt az állítást.
Az ördög mindig a részletekben lakik.
Nem tudunk túl sokat a sejtekről.
Még mindig egyfajta fekete dobozok.
Például nem tudjuk, bizonyos irányító RNS-ek miért működnek igazán jól,
mások meg miért nem.
Nem tudjuk, egyes sejtek miért az egyik fajta javító folyamatot használják,
mások meg miért a másik fajtát részesítik előnyben.
Emellett
alapvetően ott van
a rendszer sejtbe juttatásának problémája.
Petri-csészében nem nehéz,
de ha egy egész szervezetbe kell bejuttatni,
az már bonyolult.
Amikor vért vagy csontvelőt használunk, akkor még rendben van,
– ezek manapság sok kísérlet célpontjai.
Volt egy nagyszerű történet egy kislányról,
akit úgy gyógyítottak ki a leukémiából,
hogy kinyerték a vérét, módosították
a CRISPR előfutárával, és visszajuttatták.
Ezt a fajta kutatási vonalat folytatni fogják.
De most még, ha az egész testbe akarjuk bejuttatni,
valószínűleg vírust kell használnunk.
Fogjuk a vírust, beletesszük a CRISPR-t, és hagyjuk,
hogy a vírus megfertőzze a sejtet.
Most bent van a vírus,
és nem tudjuk, mik lesznek a hosszú távú hatásai.
A CRISPR-nek célponton kívüli hatása is van,
nagyon kis százalékban, de van.
Mi fog történni vele hosszabb távon?
Ezek nem jelentéktelen kérdések.
Egyes tudósok próbálják megoldani őket,
és remélhetőleg végül sikerül nekik.
De ez nem azonnali dolog, és nagyon bizonytalan.
Szóval: tényleg egyszerű?
Nos, ha az ember eltölt néhány évet saját rendszere kidolgozásával,
akkor igen.
A másik dolog:
nemigen tudjuk, miként érhetjük el, hogy a kívánt dolog történjen meg azáltal,
hogy bizonyos helyeket módosítunk a génállományban.
Messze vagyunk még attól, hogy rájöjjünk,
hogyan adjunk pl. szárnyakat egy malacnak.
Vagy egy ötödik lábat – én már egy ötödik lábbal is beérném.
Klassz lenne, nem?
De most a CRISPR-t
több ezer tudós használja
nagyon fontos munkák elvégzésére:
pl. állatokban betegségek jobb modellezésére,
vagy értékes vegyi anyagokat előállító folyamatok kidolgozására,
és bioreaktorokban ipari méretű gyártásuk beindítására.
vagy akár a gének működésével kapcsolatos alapkutatásokra.
Ezt el kell mondani a CRISPR-ről,
mert nem szeretném, ha mutatósabb szempontok
elnyomnák ezt.
Sok tudós dolgozott rengeteget azért, hogy a CRISPR működjön,
és ami érdekes számomra,
hogy e tudósokat társadalmunk támogatja.
Gondolkodjanak el ezen.
Infrastruktúránk megengedi, hogy az emberek pár százaléka
kutatással töltse az idejét.
Ez mindannyiunkat a CRISPR feltalálójává tesz,
és azt mondanám, hogy mindannyian a CRISPR pásztoraivá is válunk ezáltal.
Mind felelősek vagyunk.
Tehát azt kérem, hogy ismerjék meg az ilyen típusú technológiákat,
mert tényleg csakis így
leszünk képesek irányítani ezen technológiák fejlődését,
ezen technológiák használatát,
és biztosítani, hogy végül pozitív legyen az eredmény
mind a bolygónk számára, mind pedig a mi számunkra.
Köszönöm.
(Taps)