Co byste měli vědět o technologii CRISPR

Měli bychom vzkřísit mamuta? Upravit lidský zárodek? Nebo vyhladit celý živočišný druh, protože ho považujeme za škodlivý? Tyto neobvyklé otázky jsou možné díky CRISPR, technologii na úpravu genomu. Jak to ale funguje? Ellen Jorgensen, vědkyně a zastánkyně laboratoří otevřených veřejnosti, si dala za úkol nám nevědcům objasnit, bez zbytečného nafukování, fakta a mýty kolem CRISPR.

Slyšeli jste o CRISPR?

Ohromilo by mě, kdyby ne.

Jde o technologii pro úpravu genomu

a je natolik univerzální a kontroverzní,

že rozpoutala různorodé a zajímavé debaty.

Měli bychom vzkřísit mamuta?

Můžeme upravit lidský zárodek?

A má nejoblíbenější:

Jak ospravedlnit vyhlazení celého druhu

z povrchu země, protože si myslíme,

že je pro člověka škodlivý,

a to s pomocí této technologie?

Tento druh vědy je mnohem dynamičtější

než regulační postupy, které ji řídí.

Takže posledních šest let

jsem se věnovala osvětě,

aby co nejvíc lidí těmto technologiím

a jejich důsledkům porozumělo.

CRISPR je značně medializovaná

a často popisovaná
jako "snadná" a "levná".

Podíváme se tedy na to víc do hloubky,

na některé mýty a fakta o CRISPR.

Když upravujete genom pomocí CRISPR,

nejdříve musíte DNA poškodit

přerušením její dvojité šroubovice.

Pak v buňce nastoupí opravné procesy,

které přesvědčíme,

aby provedly naši úpravu,

nikoliv svou vlastní.

Takhle to funguje.

Ten systém má dvě součásti.

Bílkovinu Cas9 a naváděcí RNA.

Přirovnala bych to k řízené střele.

Ráda věci polidšťuju,

takže Cas9 je něco jako Pac-Man,

který chce kousnout do DNA,

naváděcí RNA je vodítko držící
Cas9 mimo genom

dokud nenajde zcela shodné místo.

Jejich kombinace se nazývá CRISPR.

Jde o systém, který jsme převzali

z pradávného imunitního systému bakterií.

Úžasné je na tom to,

že pouhých 20 písmen naváděcí RNA,

je tím, co systém navádí.

Je to snadno sestavitelné

a levné.

To je tedy ta modulární část systému,

všechno ostatní zůstává beze změny.

Proto je systém
snadno použitelný a účinný.

Naváděcí RNA a protein Cas9
se potloukají genomem

a jakmile najdou místo,

které se shoduje s naváděcí RNA,

zasune se mezi dvě vlákna šroubovice,

přetrhne je,

protein Cas9 se aktivuje, střihne,

a najednou máte buňku,

která je celá zpanikařená,

protože její DNA je teď porušená.

Co buňka udělá?

Povolá vlastní záchrannou službu.

Oprava může proběhnout dvěma způsoby.

Prvním je přistrčení
obou části zpátky k sobě,

což není příliš vhodné,

protože nějaká báze může vypadnout,

nebo se připojit navíc.

Což by nevadilo, pokud chceme gen vyřadit,

genom bychom ale takto upravovat neměli.

Druhý způsob opravy je zajímavější.

Během ní si vezme

shodný kousek DNA.

Teď pozor, v diploidním lidském organizmu

je jedna kopie genomu
od matky a druhá od otce,

když se jedna poškodí,

druhý chromozom ji může opravit.

Takže odtud to pochází.

Dojde k opravě

a genom je opět vpořádku.

My to dokážeme využít tak,

že jí podstrčíme falešný kousek DNA,

který se shoduje na obou koncích,

uprostřed se ale liší.

Takže doprostřed můžete dát, co chcete,

a buňka se nechá obalamutit.

Můžete změnit písmeno,

můžete písmeno vynechat,

ale hlavně tam můžete nastrčit novou DNA,

podobně jako trojského koně.

CRISPR bude ohromující v tom,

kolik nabídne možností

k dalšímu rozvoji vědy.

Je výjimečná svým
modulárním zaměřovacím systémem.

Totiž, DNA do organizmů
strkáme už spoustu let,

ale díky modulárnímu zaměřovacímu systému,

ji můžeme vložit skutečně tam, kam chceme.

Jde o to, že se mluví hodně o tom,

jak je CRISPR levná a jednoduchá.

Jsem vedoucí laboratoře
přístupné veřejnosti

a začínám dostávat e-maily s dotazy jako:

„Hej, můžu přijít na noc otevřených dveří

a změnit si genom pomocí CRISPR?“

(Smích)

No fakt.

Odpovídávám: „Ne, nemůžete.“

(Smích)

„Slyšel jsem, že je to levné, jednoduché.“

Podíváme se na to trošku blíže.

Nakolik je to levné?

Ano, je to levné, pokud to srovnáme.

Výdaje za standardní potřeby k pokusům

se sníží z tisíců dolarů na stovky,

a taky zkrátí průběh

z týdnů na dny,

což je skvělé.

Nicméně budete potřebovat
odbornou laboratoř pro práci.

Mimo ni nic významného nedokážete.

Tím myslím, neposlouchejte nikoho,

kdo vám řekne, že tohle
můžete dělat v kuchyni.

Taková práce není vůbec jednoduchá.

Nehledě na současný patentový spor,

takže i když přijdete s něčím novým,

Broad Institute a UC Berkeley
vedou neuvěřitelný boj o patent.

Je fascinující to sledovat,

vzájemně se totiž obviňují ze lži

a jejich lidi tvrdí,

„No jo, svůj zápisník
jsem podepsal tady nebo tam.“

Ten spor potrvá ještě spoustu let.

A až se vyřeší, vsaďte se,

že někomu zaplatíte
velký licenční poplatek,

abyste to mohli použít.

Je to tedy opravdu za pakatel?

Ano je, pokud děláte základní výzkum
a máte laboratoř.

A co nenáročnost? Koukněme se na to.

Pes je vždycky zakopán v detailech.

O buňkách toho moc nevíme.

Zůstávají pro nás černými skříňkami.

Nevíme třeba, proč některé naváděcí RNA

fungují skvěle, a jiné nikoliv.

Nevíme, proč se některé buňky chtějí
opravovat jedním způsobem

a další buňky zase jiným.

Kromě toho, je tu problém,

jak vůbec celý systém

do buňky dostat.

V Petriho misce to není tak těžké,

ale když se to snažíte udělat v organismu,

tam se to značně komplikuje.

Je OK, pokud použijete třeba
krev nebo kostní dřeň,

na ně se zaměřuje současný výzkum.

Je tu skvělý příběh holčičky s leukémií,

podařilo se ji zachránit

autotransfuzí krve, kterou editovali

pomocí předchůdce metody CRISPR.

Vědci se zaměří na tuto oblast výzkumu.

Pokud se ale chcete dostat
do celého těla teď,

zřejmě budete muset použít vir.

Do viru vložíte CRISPR

a buňku jím nakazíte.

Teď ale máte uvnitř vir

a my nevíme, jaké to má
dlouhodobé důsledky.

CRISPR má navíc nežádoucí vedlejší účinky,

jde o mizivé procento,
nicméně tu ale jsou.

Jaké budou postupem času jejich následky?

Tohle nejsou triviální otázky.

Vědci se je snaží rozřešit

a doufejme, že nakonec vyřešeny budou.

Zdaleka to ale není jako
„připoj se a hraj“.

Je to tedy skutečně snadné?

Pokud na tom pracujete určitým způsobem

několik let, tak ano.

A další věc,

doopravdy toho moc nevíme o tom,
jak dosáhnout konkrétních věcí

pozměněním určitých míst v genomu.

Ještě daleko od toho než zjistíme,

jak dát napříkal praseti křídla.

Nebo dokonce nohu navíc, ta by mi stačila.

Ta by byla docela fajn, ne?

V současné době je ale CRISPR

využívaná několika tisícovkami vědců

k práci na opravdu důležitých věcech,

jako vytváření lepších
modelů nemocí u zvířat,

převádění procesů
k výrobě cenných chemikálií

do průmyslové výroby
a fermentačních nádrží,

nebo ke zcela základnímu výzkumu
fungování genů.

To je to, o čem bychom
ve spojení s CRISPR měli mluvit.

Nelíbí se mi, že výstřednější aspekty
CRISPR

tohle přehlušují.

Na realizaci CRISPR se nadřelo mnoho vědců

a pro mě je zajímavé to,

že tito vědci mají podporu
naší společnosti.

Jen si to představte.

Máme infrastrukturu, která dovoluje,
aby určité procento lidí

věnovalo svůj veškerý čas výzkumu.

Na vynálezu CRISPR má tedy
každý z nás svůj podíl.

a řekla bych, že jsme tak všichni
jejími patrony.

Všichni neseme zodpovědnost.

Proto se v těch technologiích vzdělávejte,

protože opravdu jedině tak

budeme schopni řídit
jejich vývoj a využití,

a budeme moci zaručit,

že nakonec budou jak pro nás,

tak pro naši planetu přínosem.

Díky.

(Potlesk)