Tiedämme, että tekniikka kehittyy yhä enemmän harppauksin. Biologian ja genetiikan maailmassa on myös näin. Tässä tapauksessa monet ihmiset eivät tiedä mikä on CRISPR eikä mihin se on tarkoitettu. Se on geenien muokkaustekniikka, joka lyhyesti sanottuna vastaa ihmisten geenien leikkaamisesta ja liittämisestä. Se löydettiin jo jonkin aikaa sitten, ja se kantaa ensimmäiset hedelmänsä erilaisten sairauksien ja vaivojen hoidossa ja plastiikkahoidossa.
Tässä artikkelissa kerromme sinulle, mitä CRISPR on, mitkä ovat sen ominaisuudet ja miksi tämän tyyppistä tekniikkaa käytetään genetiikan ja biologian alalla.
Mikä on CRISPR
CRISPR on lyhenne sanoista Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats. Tämä on mekanismi, jota bakteerit käyttävät puolustautuakseen viruksia ja muita liikkuvia geneettisiä elementtejä vastaan, jotka yrittävät tunkeutua niiden soluihin.
CRISPR:n toimintatapa on erittäin mielenkiintoinen. Ensinnäkin, bakteerit yhdistävät virusten DNA-fragmentteja omaan DNA:hansa eräänlaisena "immunologisena muistina". Näitä fragmentteja kutsutaan välikappaleiksi. Seuraavaksi, kun virus yrittää infektoida bakteerisolun, bakteeri tuottaa ohjaus-RNA:ta, joka sitoutuu Cas-nimiseen proteiinikompleksiin, joka leikkaa ja tuhoaa viruksen DNA:n. Ohjaus-RNA luodaan välikappaleiden sisältämistä tiedoista, jolloin bakteeri voi "muistaa" aiemmin kohtaamiaan viruksia.
Tätä bakteerien immuunipuolustuksen muotoa on käytetty erittäin tarkkojen geeninmuokkaustyökalujen kehittämiseen. Suosituin tekniikka on CRISPR-Cas9, joka käyttää Cas9-proteiinin modifioitua versiota DNA:n leikkaamiseen tietystä paikasta. DNA:han voidaan sitten tehdä muutoksia, kuten geenejä lisäämällä tai poistamalla tai mutaatioita korjaamalla.
CRISPR-tekniikan edut
CRISPR-teknologian suuri etu on sen tarkkuus. Ohjaus-RNA voidaan suunnitella sitoutumaan tiettyyn DNA-sekvenssiin, mikä tarkoittaa, että muokkaus tehdään vain halutussa paikassa. Lisäksi tekniikka on paljon nopeampi ja halvempi kuin aiemmat geeninmuokkaustekniikat.
Vaikka CRISPR-tekniikka on varsin lupaava, se herättää myös eettisiä ja turvallisuuskysymyksiä. Geenimuokkausta voitaisiin käyttää geneettisten sairauksien parantamiseen, mutta voidaan käyttää myös "muokattujen" vauvojen luomiseen tai tehdä sukupolvessa muutoksia, jotka siirtyvät tuleville sukupolville. Lisäksi muokkausvirheillä voi olla arvaamattomia seurauksia, kuten syöpää tai muita sairauksia. Monet ihmiset puhuvat siitä enemmän kuin pelkkänä "Jumalan leikkimisenä".
geenien muokkaus
Luonnossa organismeilla on geneettistä tietoa, joka ohjaa niiden kasvua. Geenimuokkaus on ryhmä tekniikoita, joita voidaan käyttää organismin DNA:n muuttamiseksi eri tarkoituksiin. On tärkeää huomata, että muokkaaminen ei ole sama asia kuin geneettinen muuntaminen. Ensinnäkin muiden lajien DNA:ta ei käytetä, kuten modifikaatiossa.
Biogenetiikka, joka tunnetaan myös nimellä geenitekniikka, on tieteenala, joka yhdistää biologian ja genetiikan. Sen sovellus on biotekniikan alalla. Geenimuokkaus on prosessi, jolla havaitaan DNA-pala, johon haluat vaikuttaa, poistettu ja korvattu toisella uudella osalla. Voi myös käydä niin, että kun ristiriitaiset fragmentit on poistettu, solukoneisto ottaa hallinnan ja korjaa itse sekvenssin. Näitä tekniikoita käyttämällä tutkijat voivat lisätä, poistaa tai muuttaa DNA:ta haluttujen tavoitteiden saavuttamiseksi.
Näin ollen CRISPR on innovatiivinen geeninmuokkaustekniikka, joka perustuu Cas-proteiinien kykyyn katkaista DNA:ta sopivan tunnistus-RNA:n läsnä ollessa. Koska RNA:ta voidaan syntetisoida laboratoriossa, muokkausmahdollisuudet ovat lähes rajattomat.
Tärkeimmät käyttötavat
CRISPR-teknologiaa käytetään tuomaan muutoksia genomiin äärimmäisen tarkasti. Sen pääsovelluksessa meillä on seuraavat:
- lääketieteelliset sovellukset, tutkimuksina HIV:n eliminoimiseksi tai sairauksien, kuten Duchennen lihasdystrofian, Huntingtonin taudin, autismin, progerian, kystisen fibroosin, kolminkertaisesti negatiivisen syövän tai Angelmanin oireyhtymän, hoitoon. Tutkimuksissa yritetään myös selvittää, voitaisiinko sitä käyttää diagnostisena testinä taudin havaitsemiseksi
- Taistelee hyönteisten välittämiä tartuntatauteja vastaankuten malaria, zika, dengue, chikungunya tai keltakuume.
- Kasviperäinen biotekniikka. CRISPR-teknologialla voidaan tuottaa kasvilajikkeita, jotka sopeutuvat paremmin ympäristöön, kestävät kuivuutta tai tuholaisia. Aistinvaraisia ominaisuuksia, mukaan lukien fysikaalis-kemiallisia ominaisuuksia, voidaan muuttaa, jotta ne soveltuvat paremmin ihmisravinnoksi.
Eläinteknologiassa sitä voidaan käyttää lajiparannuksiin, esimerkiksi luomaan tyypillisille taudeille vastustuskykyisiä karjoja. Tällä hetkellä ei ole olemassa CRISPR-tekniikoita, jotka on hyväksytty hoitamaan yhden geenin aiheuttamia sairauksia, jotka voitaisiin teoriassa parantaa tällä geenimuokkauksella. Tästä syystä lääketieteelliset sovellukset ovat enemmän teoreettisia kuin käytännöllisiä, ja niillä on tällä hetkellä kokeellinen perusta.
CRISPR ja bioetiikka
CRISPR-teknologia geenien muokkaamiseen tuo mukanaan useita bioetiikkaan liittyviä haasteita. Vaikka tärkeimmät sovellukset ovat myönteisiä, Tietyt esteet voidaan voittaa, kun tämä kustannustehokas tekniikka on kaikkien saatavilla.
Mitä tulee geenien muokkaussovelluksiin alkuteollisuudessa, maataloudessa ja karjataloudessa, ne ovat positiivisia niin kauan kuin niiden on tarkoitus olla hyödyllisiä ihmisille. Tietysti jokainen tapaus on analysoitava erikseen. Esimerkiksi kasvilajien manipuloiminen tuholaisten vastustuskykyisiksi on ihmisten kannalta valtavan mielenkiintoista.
Toisaalta, jos ajattelemme interventioita ekosysteemeihin, meidän on oltava varovaisempia, koska kaikki odottamattomat muutokset voivat johtaa vakaviin tai hallitsemattomiin ongelmiin.
Mitä tulee lääketieteellisiin sovelluksiin, geenien muokkaustekniikan käyttö ihmisillä vaatii erittäin korkeat turvallisuustakuut, ja sitä voidaan käyttää vain sairauksiin, joihin ei tällä hetkellä ole tehokasta hoitoa, tai sairauksiin, joilla on tällä hetkellä merkittäviä sivuvaikutuksia. Lopuksi alkion geenien muokkaaminen ei ole perusteltua tieteellisestä tai eettisestä näkökulmasta.
Toivon, että näiden tietojen avulla voit oppia lisää CRISPR:stä ja sen ominaisuuksista.