Forskingsresultata gir viktig kunnskap om utviklinga av livet på jorda.

Det pågår ein genteknologisk revolusjon. CRISPR-teknologien gjer det mogeleg å utføre presise endringar i gena til levande celler. Til dømes har både amerikanske og kinesiske kreftpasientar allereie fått CRISPR-modifiserte immunceller, og svenske forskarar nyttar teknologien på to dagar gamle menneskelege embryo.

Å bruke CRISPR til å gjere genetiske endringar i befrukta egg, eller til å genmodifisere stamceller eller matplanter, krev oppdatert lovverk og brei samfunnsdebatt.

Men CRISPR er ikkje synonymt med etiske dilemma. For grunnforskinga er nemleg CRISPR eit etterlengta verktøy som gjer det mogeleg å utføre eksperiment som fram til no har vore teknisk umogelege.

Øvst er ei vanleg sandloppe (hovudet til venstre) som nyttar dei tre fargelagde beina til å bevege seg baklengs. Nedst er ei sandloppe der eitt av Hox-gena manglar. Hos denne sandloppa har baklengsbeina i staden blitt til framoverbein.
Nipam Patel

Svar om livet på jorda

Som doktorgradsstipendiat arbeidde eg med bananfluger. 100 år med forskingsinnsats har resultert i at verktøya til å utføre genmanipulering i dei små insekta er mange og sofistikerte.

Saken fortsetter under annonsen.

Internasjonale kollegaer som arbeidde med sommarfuglar, fisk eller rundormar, fortalde derimot om kor avgrensande den dåverande teknologien var.

Ideane deira var gode og viktige, men det var vanskeleg å få gode svar. Dei siste åra har det skjedd dramatiske endringar. No får dei endeleg svara sine. CRISPR gjer nemleg grunnforskarane i stand til å svare på viktige spørsmål om korleis livet på jorda har utvikla seg.

Her er to eksempel:

Då slangane mista beina

Visste du at pytonslangar har små bakbein gøymt i skjelettet sitt, medan kobraslangar er heilt utan bein? Forskarar har no nytta CRISPR for å vise at beina til slangane forsvann då ein volumknapp i fosterutviklinga vart skrudd av.

Volumknappen kallast ZRS, og er eit gen som set i gong utvikling av armar og bein hos menneske, mus, kylling og kyr. Genet finst også hos slangar. Då eit amerikansk forskarteam leia av Axel Visel samanlikna ZRS-gena frå alle desse dyra, oppdaga dei store skilnader. Kanskje var skilnadane i ZRS-genet grunnen til at slangar manglar armar og bein?

Åsmund Eikenes
Privat

Ei mus med nye genar

For å teste denne hypotesen nytta forskarane CRISPR til å bytte ut ZRS-genet hos ei mus med ZRS-genet frå ein pytonslange. Resultatet vart ei oppsiktsvekkjande mus med svært små armar og bein. Effekten vart endå større då musa fekk bytta ut musegenet med ZRS-genet frå ein kobraslange.

Utan CRISPR hadde det ikkje vore mogeleg å utføre dei nødvendige eksperimenta for å bekrefte hypotesen. No veit vi at volumknappen ZRS har blitt skrudd ned til middels i pytonslangar, og heilt av i kobraslangar. Difor er dei utan synlege bein på utsida, men likevel litt ulike på innsida.

Sandlopper med bein på feil plass

I motsetning til slangar har nokre skaldyr utvikla seg i motsett retning. Hos ei sandloppe finn ein til dømes både antenner og klør, og eigne bein for å symje, gå framover, gå baklengs, og putte mat i munnen. Kva gen er viktige for å lage rett bein på rett plass?

Gena som organiserer kroppsdelar vert omtala som Hox-gena, og hos oss menneske styrer dei rekkefølgja av hovud, skulder, kne og tå. Hos sandloppene er prinsippet nokså likt, sjølv om det er ein del fleire bein å halde styr på.

Framover og bakover

Nyleg har amerikanske forskarar leia av Nipam Patel nytta CRISPR for å fjerne Hox-gena frå sandlopper. Resultatet vart sandlopper med feil bein på feil plass. Nokre fekk berre bein til å gå framover med, medan andre fekk alt for mange baklengsbein.

Forskingsgruppa fekk derimot ei viktig oversikt over kva gen som organiserer ulike typar sandloppebein. Desse oppdagingane er viktige for å forstå korleis skaldyr har utvikla seg. Kunnskap om sandlopper er også viktig for å forstå mangfaldet i utviklinga av alle dyr på jorda, inklusiv oss menneske.

Fortel oss kvar vi kjem frå

Den genetiske saksa gjer det mogeleg å fjerne, endre eller erstatte gen i levande organismar. Slike eksperiment med sebrafisk, sandlopper og sommarfuglar vert stadig meir avanserte, og konklusjonane meir sofistikerte. CRISPR er dermed eit viktig verktøy for å skaffe ny kunnskap om oss sjølve og verda rundt oss.

Følg Aftenposten Viten på Facebook og Twitter!

Les mer om CRISPR her:

Genmodifisert laks kan løse rømningsproblemet:

Verdens første laks uten kjønnsceller

Vi kan nå genmodifisere mygg så vi kanskje kvitter oss med malaria for godt

Disse hundene er genmanipulerte

Ny revolusjonerande teknikk for å modifisere gena våre:

Frå grunnforsking til designerborn