Mit kell tudni a CRISPR-ről?

Vissza kellene-e hoznunk a gyapjas mamutot? Vagy szerkeszteni az emberi embriót? Vagy eltörölni egy teljes fajt, amelyet ártalmasnak tartunk? A CRISPR nevű génszerkesztő technológia indokolttá teszi az ilyen furcsa kérdéseket ‒ de hogyan működik? Ellen Jorgensen tudós és egy közösségi labor képviselője. Küldetése, hogy elmagyarázza a nem tudósok számára a CRISPR mítoszait és realitásait, mindenféle felhajtás nélkül.

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)