"2005 m. pradžioje Rodolphe'as Barrangou ir Philippe'as Horvathas kompiuterio ekrane Prancūzijoje žiūrėjo į labai keistus pasikartojančius genetinio kodo fragmentus. Sekos atkeliavo iš Streptococcus thermophilus, bakterijos, kuri, kaip ir kitos bakterijos, dažnai susimuša su virusais. Sklandė gandai, kad šios DNR sekos padėjo, kad bakterijos galėtų kovoti. S. thermophilus yra vienas iš jogurto gamybai naudojamų mikrobų, Svarbu, kad jis nepatektų į virusų grobį, Danisco, maisto gamintojas, kuriam jie abu tuo metu dirbo, sutaupytų milijonus eurų.
Jie palygino keistas sekas iš įvairių S. thermophilus padermių, kurios buvo atsparios skirtingiems virusams. Visais atvejais DNR bitai tarp pasikartojančių sekų buvo identiški DNR iš viruso, kuriam ši bakterijos padermė buvo atspari. Tada mokslininkai paėmė DNR dalis iš konkretaus viruso ir įstrigdė juos tarp neatsparios S. thermophilus padermės pasikartojimų. Pažymėtina, kad štamas tapo atsparus. Atrodė, kad bakterijos, išgyvenusios viruso ataką, savo genomuose išlaikė atakuojančio viruso DNR gabalus. Jie veikė kaip nesąžiningų žmonių galerija, ruošiantis būsimiems kumščių mūšiams: jei tą pačią DNR dalį būtų galima pamatyti dar kartą, ląstelė žinotų, kad yra užpulta.
Šios bakterinės imuninės sistemos atradimas buvo didelė naujiena pieno pramonei, kuri staiga turėjo naują būdą atrinkti bakterijas pagal norimą imunitetą. Tokios atmainos dabar yra įprasta daugumoje jogurtų ir sūrių gamyboje, o tai puikus komercinis pelnas mikrobiologijai. Tačiau 2012 m. Emmanuelle Charpentier iš Max Planck instituto Vokietijoje ir Jennifer Doudna iš Kalifornijos universiteto Berklyje ėmėsi kitų praktinių darbo rezultatų. Keistai susitelkusius, reguliariai praskirtus, trumpus palindrominius [1] pakartojimus arba CRISPR galima nulaužti, kad būtų galima nupjauti tikslias bet kurio organizmo genomo sekas: mielių, žuvies, kiaulių. Arba žmonių.
Jų technika veikė, įvedant į ląsteles baltymo Cas9, atsakingo už DNR pjūvius, ir CRISPR tipo RNR gabalėlį, nurodantį, kurį bitą atpjauti. RNR, kaip ir DNR, turi „bazių“ seką, o jei žinote tam tikrą DNR seką, galite lengvai sukurti „papildančią“ RNR seką, kurią galite įdėti CRISPR RNR gabalo, prie kurio prisitvirtins Cas9, gale. Kai RNR plius baltymo mechanizmas suranda atitinkamą DNR dalį ląstelės genome, Cas9 ją nupjauna.
Netobulumo grožis
Nuo ten CRISPR naudojasi ląstelės DNR atkūrimo mechanizmais. Kadangi ląstelės dažniausiai netobulai fiksuoja pažeistas sekas, taisymo procesas dažnai „išmuša“ tikslinį geną. Šis gebėjimas išmušti genus yra pirmosios CRISPR vaistų bangos, žengiančios link klinikų, dalis. Laboratorijose dabar įprasta naudoti sudėtingesnius metodus, kuriais galima tiksliai redaguoti arba įterpti naujas sekas, ir jie bus perkelti į klinikas, sėklų įmones ir ūkius.
Manipuliavimas genais siekiant ištaisyti ligas ar pagerinti pasėlius nėra nauja idėja. Tačiau (ypač medicinoje) ankstesnės technologijos buvo nesaugios arba pernelyg sudėtingos. Genų redaktoriaus kūrimas užtruko mėnesius. Naudodami CRISPR net vidurinių mokyklų moksleiviai gali gauti redagavimo sistemas per tiek laiko, kiek reikia norint užsisakyti RNR sekas internetu ir jas išsiųsti FedEx.
Per trumpą laiką šią technologiją perėmė farmacijos gigantai ir ji tapo prieinama visur laboratorijose, kurdama biotechnologijas ir įkvepiančias naujoves, kurios gali pasirodyti dar galingesnės. Vyriausybės koreguoja taisykles, kad išnaudotų jos galimybes.
Viskas apie technologijas šaukia „pasaulį keičianti“. CRISPR siūlo būdus, kaip pasiekti biologinius tikslus – ne tik medicininius tikslus, pavyzdžiui, pažaboti širdies ligas, bet ir žemės ūkio bei aplinkosaugos tikslus – tokiais būdais, apie kuriuos anksčiau net nesvajojome. Tačiau kol kas pasaulis atrodo beveik nepasikeitęs. Ar CRISPR gali tapti tų pačių spąstų ir nusivylimų aukomis, kaip ir jo pirmtakų technologijos? O gal mokslininkai žada transformaciją? Šis The Economist technologijų ketvirtis pateiks atsakymus į šiuos klausimus.“ [2]
1. Palindrominis reiškia, kad kažkas skaito tą patį pirmyn ir atgal, pavyzdžiui, žodis „madam“ arba skaičius „121“.
1. Palindromic means something reads the same forward and backward, like the word "madam" or the number "121".
2. The age of CRISPR. The Economist; London Vol. 454, Iss. 9437, (Mar 1, 2025): 3, 4.
Komentarų nėra:
Rašyti komentarą