Víme, že technologie jdou kupředu mílovými kroky. Ve světě biologie a genetiky je to také tak. V tomto případě mnoho lidí neví co je CRISPR ani k čemu to je. Jde o techniku úpravy genů, která je ve zkratce zodpovědná za vyřezávání a vkládání genů lidí. Byl objeven již před poměrně dlouhou dobou a přináší své první ovoce při léčbě a plastice různých nemocí a neduhů.
V tomto článku vám řekneme, co je CRISPR, jaké jsou jeho vlastnosti a proč se tento typ technologie používá v oblasti genetiky a biologie.
Co je CRISPR
CRISPR je zkratka pro Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats. Jedná se o mechanismus, který bakterie používají k obraně proti virům a dalším mobilním genetickým prvkům, které se snaží napadnout jejich buňky.
Způsob, jakým CRISPR funguje, je velmi zajímavý. Nejdříve, bakterie začleňují fragmenty DNA virů do své vlastní DNA jako druh "imunologické paměti". Tyto fragmenty se nazývají spacery. Dále, když se virus pokusí infikovat bakteriální buňku, bakterie produkuje vodící RNA, která se váže na proteinový komplex nazývaný Cas, který řeže a ničí DNA viru. Vodicí RNA je vytvořena z informací obsažených v spaceru, což umožňuje bakterii „zapamatovat si“ viry, se kterými se dříve setkala.
Tato forma bakteriální imunitní obrany byla použita k vývoji vysoce přesných nástrojů pro úpravu genů. Nejoblíbenější technikou je CRISPR-Cas9, který používá upravenou verzi proteinu Cas9 k řezání DNA na konkrétním místě. Poté lze provést změny v DNA, jako je přidání nebo odstranění genů nebo oprava mutací.
Výhody technologie CRISPR
Velkou výhodou technologie CRISPR je její přesnost. Vodící RNA může být navržena tak, aby se vázala na specifickou sekvenci DNA, což znamená, že úprava se provádí pouze na požadovaném místě. Navíc je tato technika mnohem rychlejší a levnější než předchozí techniky úpravy genů.
Přestože je technologie CRISPR poměrně slibná, vyvolává také etické a bezpečnostní otázky. Genové úpravy by mohly být použity k léčbě genetických chorob, ale mohly být také použity k vytvoření "vlastních" dětí nebo provést změny v zárodečné linii, které se přenášejí na další generace. Chyby při editaci by navíc mohly mít nepředvídatelné následky, jako je rakovina nebo jiná onemocnění. Mnoho lidí o tom mluví jako o něčem víc než jen o „hraní si na Boha“.
genová editace
V přírodě mají organismy genetickou informaci, která řídí jejich růst. Editace genů je skupina technik, které lze použít ke změně DNA organismu pro různé účely. Je důležité si uvědomit, že editace není totéž co genetická modifikace. Především se nepoužívá DNA z jiných druhů, jako při modifikaci.
Biogenetika, známá také jako genetické inženýrství, je disciplína, která kombinuje biologii a genetiku. Jeho aplikace je v oblasti biotechnologií. Úprava genů je proces, při kterém je detekován kus DNA, na který chcete působit, odstraněn a nahrazen jiným novým dílem. Mohlo by se také stát, že jakmile jsou konfliktní fragmenty extrahovány, buněčný aparát převezme kontrolu a opraví sekvenci sám. Pomocí těchto technik mohou vědci přidat, odebrat nebo změnit DNA podle potřeby k dosažení požadovaných cílů.
CRISPR je tedy inovativní technologie pro úpravu genů, která se opírá o schopnost proteinů Cas štěpit DNA v přítomnosti vhodné rozpoznávací RNA. Protože RNA lze syntetizovat v laboratoři, možnosti úprav jsou téměř neomezené.
Hlavní použití
Technologie CRISPR se používá k zavedení změn do genomu s extrémní přesností. V jeho hlavní aplikaci máme následující:
- lékařské aplikace, jako pokusy k eliminaci HIV nebo k léčbě nemocí, jako je Duchennova svalová dystrofie, Huntingtonova choroba, autismus, progerie, cystická fibróza, triple negativní rakovina nebo Angelmanův syndrom. Výzkum se také snaží zjistit, zda by mohl být použit jako diagnostický test k detekci
- Bojuje s infekčními nemocemi přenášenými hmyzemjako je malárie, zika, dengue, chikungunya nebo žlutá zimnice.
- Rostlinná biotechnologie. Pomocí technologie CRISPR lze vyrábět odrůdy rostlin, které jsou lépe přizpůsobené prostředí, odolné vůči suchu nebo škůdcům. Organoleptické vlastnosti lze upravit, včetně fyzikálně-chemických vlastností, aby byly vhodnější pro lidskou spotřebu.
V živočišné technice jej lze využít k zavádění druhových vylepšení, například k vytvoření stád odolných vůči typickým chorobám. V současné době neexistují žádné technologie CRISPR schválené k léčbě nemocí způsobených jedním genem, které by teoreticky mohly být vyléčeny touto genovou úpravou. Z tohoto důvodu jsou lékařské aplikace spíše teoretickou než praktickou doménou a v současnosti mají experimentální základ.
CRISPR a bioetika
Technologie CRISPR pro úpravu genů představuje několik výzev souvisejících s bioetikou. Přestože jsou hlavní aplikace pozitivní, Určité překážky lze překonat tím, že tuto cenově výhodnou technologii zpřístupníte všem.
Pokud jde o aplikace pro úpravu genů v primárním průmyslu, zemědělství a chovu dobytka, jsou pozitivní, pokud mají být prospěšné pro lidi. Samozřejmě je nutné rozebrat každý případ zvlášť. Například manipulace s rostlinnými druhy tak, aby byly odolné vůči škůdcům, je v obrovském zájmu lidí.
Na druhou stranu, pokud uvažujeme o zásahech do ekosystémů, musíme být opatrnější, protože jakákoli neočekávaná změna by mohla vést k vážným nebo nekontrolovatelným problémům.
Pokud jde o lékařské aplikace, použití technologie úpravy genů u lidí vyžaduje velmi vysoké záruky bezpečnosti, a lze jej použít pouze u nemocí, na které v současnosti neexistuje účinná léčba, nebo u nemocí, které mají v současnosti výrazné vedlejší účinky. Konečně, editace genu embrya není opodstatněná z vědeckého ani etického hlediska.
Doufám, že s těmito informacemi se dozvíte více o tom, co je CRISPR a jeho vlastnostech.