Šta treba da znate o CRISPR-u

Da li treba da vratimo runastog mamuta? Ili da izmenimo ljudski embrion? Ili izbrišemo celu vrstu koju smatramo štetnom? CRISRP, tehnologija za izmenu genoma, učinila je ovakva pitanja legitimnim - ali kako ona funkcioniše? Naučnica i zastupnica otvorenih laboratorija, Elen Jorgensen, na misiji je da razjasni mitove i stvarnost CRISPR-a, bez preuveličavanja, za one među nama koji nisu naučnici.

Da li su svi čuli za CRISPR?

Bila bih šokirana da niste.

Ovo je tehnologija -
za izmenjivanje genoma -

i toliko je raznovrsna i kontroverzna

da zbog nje počinju
svakakve zanimljive rasprave.

Da li da vratimo runastog mamuta?

Da li da izmenimo ljudski embrion?

I moje omiljeno:

kako možemo da opravdamo
brisanje čitave vrste

koju smatramo štetnom za ljude

sa lica planete Zemlje,

koristeći ovu tehnologiju?

Ova vrsta nauke napreduje mnogo brže

od mehanizama
koji regulišu upravljanje njome.

I tako, proteklih šest godina,

moja je lična misija

da se postaram
da što je više moguće ljudi razume

ovu vrstu tehnologije i njene implikacije.

CRISPR je bio tema
velike medijske pomame

i najčešće se koriste
reči "lako" i "jeftino".

Želim da malo produbim temu

i pogledam neke od mitova i realnosti
koji se tiču CRISPR-a.

Ukoliko želite
da izmenite genom CRISPR-om,

prvo morate da oštetite DNK.

Šteta nastaje tako što prelomite dupli niz

kroz duplu spiralu.

Onda kreću procesi popravke ćelije

i onda te procese ubedimo

da naprave izmenu koju želimo

a ne prirodnu izmenu.

Tako funkcioniše.

To je sistem od dva dela.

Imate protein Cas9
i nešto što se zove RNK vodič.

Volim da ga posmatram
kao raketu na navođenje.

Cas9 onda - volim da stvarima
dajem ljudske karakteristike -

Cas9 liči na nekog Pekmena

koji želi da žvaće DNK,

a RNK vodič je povodac
koji ga drži van genoma

dok ne pronađe tačno mesto gde se uklapa.

Kombinacija ove dve stvari
naziva se CRISPR.

To je sistem koji smo ukrali

od drevnog bakterijskog imunog sistema.

Ono što je neverovatno kod svega
je da RNK vodič,

samo 20 slova,

je ono što napada sistem.

Ovo je lako za osmisliti

i veoma je jeftino.

Ovo je deo koji je modularan u sistemu,

sve ostalo ostaje isto.

Ovo ga čini neverovatno moćnim
i lakim sistemom za korišćenje.

RNK vodič i kompleks Cas9 proteina zajedno

kruže po genomu

i kada naiđu na mesto
gde se vodič RNK podudara,

onda se ubacuju između dva niza
duple spirale,

kidaju ih,

to natera protein Cas9 da seče

i odjednom

imate ćeliju u panici

jer sada ima polomljen komad DNK.

Šta onda radi?

Zove hitnu pomoć.

Postoje dva glavna načina popravke.

U prvom se samo uzima DNK
i dva komada se ponovo prilepe.

Ovo nije veoma efikasan sistem

jer se dešava da ponekad ispadne baza

ili se doda.

To je dobar sistem da se možda
izbaci neki gen,

ali nije način na koji zaista želimo
da menjamo genom.

Drugi način popravke
mnogo je zanimljiviji.

Kod ovog načina popravke,

uzima se odgovarajući komad DNK.

I sada, kod diploidnog organizma
poput ljudi,

imamo jedan primerak genoma
od majke i jedan od oca,

pa ako se jedan ošteti,

drugi hromozom se može
iskoristiti za popravku.

Odatle potiče ovo.

Vrši se popravka

i genom je opet bezbedan.

Način na koji možemo ovo prisvojiti

je taj da mu damo komad lažne DNK,

komad koji je homologan na oba kraja,

ali je drugačiji na sredini.

Sada možete staviti
šta god želite u sredinu

i namagarčićete ćeliju.

Možete izmeniti slovo,

možete vaditi slova,

ali što je najbitnije,
možete ubaciti novu DNK,

poput trojanskog konja.

CRISPR će biti neverovatan,

što se tiče broja raznih naučnih otkrića

koje će katalisati.

Ono što je kod njega posebno
je ovaj modularni sistem za ciljanje.

Mislim, već godinama trpamo DNK
u različite organizme, zar ne?

Ali zbog modularnog sistema za ciljanje,

zapravo možemo da je stavimo
tačno tamo gde želimo.

Stvar je u tome da se mnogo priča
o tome da je CRISPR jeftin

i da je jednostavan.

Ja vodim otvorenu laboratoriju.

Počinjem da dobijam mejlove od ljudi
ovakvog sadržaja:

"Hej, mogu li da dođem na otvoreno veče

i da kao, možda koristim CRISPR
i izmenim svoj genom?"

(Smeh)

Kao, zaista.

Kažem: "Ne, ne možeš."

(Smeh)

"Ali čuo sam da je jeftino.
Čuo sam da je jednostavno."

Malo ćemo da istražimo to.

Koliko je jeftino?

Jeftino je u poređenju
sa drugim stvarima, da.

Trošak materijala za eksperimente koštaće

od na hiljade dolara do na stotine dolara

i uštedeće dosta vremena.

Skratiće vreme s nedelja na dane.

To je sjajno.

Još uvek vam je potrebna
profesionalna laboratorija za rad,

nećete uraditi ništa smisleno
van profesionalne laboratorije.

Mislim, ne slušajte bilo koga ko kaže

da nešto ovako može da se uradi
na vašem kuhinjskom stolu.

Zaista nije lako baviti se ovakvim poslom.

Da ne spominjem to da se trenutno
vodi bitka oko patenta,

pa i da izmislite nešto,

Institut Brod i Univerzitet Berkli
su u neverovatnoj bici oko patenta.

Zaista je fascinantno
gledati kako se to dešava

jer optužuju jedni druge za prevaru

i onda ljudi govore stvari poput:

"O, pa ja sam potpisao svesku tu i tamo."

Ovo se neće rešiti godinama.

A kada se reši,

možete da se kladite da ćete nekome
plaćati ogromnu svotu za licenciranje

da biste koristili ove stvari.

Da li je onda zaista jeftino?

Pa jeftino je ako radite osnovno
istraživanje i imate laboratoriju.

A lako? Hajde da istražimo to.

Uvek se neki vrag ispreči.

Zapravo ne znamo toliko toga o ćelijama.

Još su nešto poput crnih kutija.

Na primer, ne znamo zašto
neki RNK vodiči funkcionišu veoma dobro,

a neki RNK vodiči ne funkcionišu.

Ne znamo zašto neke ćelije žele
da poprave niz na jedan način,

a neke ćelije na drugi.

Pored toga,

tu je i ceo problem da uopšte ubacite

sistem u ćeliju.

U petrijevoj posudi, to nije tako teško,

ali ako to želite da uradite
na celom organizmu,

postaje prilično komplikovano.

U redu je ako koristite nešto
poput krvi ili koštane srži -

to su mete raznih istraživanja trenutno.

Bila je sjajna priča o nekoj devojčici

koju su spasili od leukemije

tako što su izvadili krv,
izmenili je i vratili je

uz prethodnika CRISPR-a.

Ovo je vrsta istraživanja
kakve će ljudi raditi.

Ali trenutno, ako želite
da pristupite celom telu,

verovatno ćete morati da korstite virus.

Uzmete virus, u njega ubacite CRISPR,

date virusu da zarazi ćeliju.

Ali sada tu imate virus,

i ne znamo šta su
dugotrajne posledice ovoga.

Pored toga, CRISPR ima neke nuspojave,

veoma mali broj njih, ali ipak su tu.

Šta će se tokom vremena desiti s time?

Ovo nisu trivijalna pitanja

i postoje naučnici koji pokušavaju
na njih da odgovore,

i to će se desiti pre ili kasnije.

Ali nije prosto kao pritiskanje dugmeta,
ni blizu toga.

Da li je onda zaista lako?

Pa, ako provedete nekoliko godina
radeći na tome u svom posebnom sistemu,

da, onda jeste.

Druga stvar je,

zaista ne znamo mnogo o tome
kako da nateramo da se desi jedna stvar

tako što ćemo izmeniti
određena mesta u genomu.

Još nam dosta treba da otkrijemo

kako da svinji damo krila, na primer.

Ili čak nogu viška -
zadovoljila bih se time.

To bi bilo kul, zar ne?

Ali dešava se to

da CRISPR koriste
hiljade i hiljade naučnika

da bi obavljali zaista bitan posao

poput toga da prave bolje modele
bolesti kod životinja, na primer

ili stvaranja načina za proizvođenje
dragocenih hemikalija

i njihovo dovođenje u bačve
u industrijskoj proizvodnji i fermentaciji

ili samo jednostavnog istraživanja
o tome šta rade geni.

Ovo je priča o CRISPR-u
koju bi trebalo da pričamo

i ne dopada mi se
što blještavije strane svega ovoga

ne daju da izađe na videlo ostalo.

Mnogo naučnika radilo je na tome
da se desi CRISPR

i meni je zanimljivo to

da ove naučnike podržava naše društvo.

Razmislite o tome.

Imamo infrastrukturu koja dozvoljava
određenom broju ljudi

da provode vreme baveći se istraživanjem.

To sve nas čini izumiteljima CRISPR-a,

i rekla bih da to sve nas čini
pastirima CRISPR-a.

Svi imamo odgovornost.

Pozvala bih vas sve da zaista naučite više
o ovakvim tehnologijama

jer zaista, jedino na taj način

možemo zaista da vodimo razvoj
ovih tehnologija,

upotrebu ovih tehnologija

i da se postaramo da sve ima srećan kraj -

i za planetu i za nas.

Hvala.

(Aplauz)