Kultur

For 1100 kroner kan du genmodifisere hva du vil

Skru av sykdomsfremkallende gener. Gjør genmanipulering mulig for noen hundrelapper. Og kanskje få hele arter til å utslette seg selv.

Den nye teknologien CRISPR tar biovitenskapene med storm. Foto: Mopic

  • Mina Hauge Nærland
  • Per Kristian Bjørkeng

Genmodifisering av planter, dyr og (teoretisk sett) mennesker har vært mulig i mange år. Men det har vært vanskelig og dyrt. En enkelt modifikasjon har gjerne kostet 5000 dollar med det mest moderne utstyret.

Med den såkalte CRISPR-teknikken kan den samme jobben gjøres for noen hundrelapper, og i tillegg er den langt mer nøyaktig enn tidligere. Teknikken blir ofte omtalt som en gen-saks, som gjør at man kan "klippe" helt presist i DNA, og dermed fjerne eller legge til egenskaper i arvestoffet.

Resultatet er at hele vitenskaper kan bli revolusjonert, og vi kan få både nye medisiner og skumle biologiske våpen. Teknikken er faktisk nå så enkel og tilgjengelig at selverklært biohacker Josiah Zayner (Ph.d.) som blant annet har jobbet for NASA, har begynt å tilby et komplett sett for å redigere hvilke gener du vil med CRISPR for 1100 kroner. Slagordet er «Learn Modern Science By Doing».

Banebrytende forskning i Norge

I Norge har en rekke forskningsmiljøer, blant annet på universitetene i Oslo, Bergen, Trondheim og NMBU på Ås, begynt å bruke CRISPR. Forskningsgruppen til Anna Wargelius ved havforskningsinstituttet i Bergen har brukt metoden til å lage en oppdrettslaks uten kjønnsceller, slik at den ikke kan formere seg hvis den rømmer.

De planlegger å lage en vaksine basert på resultatene.

Det er foreløpig ikke tillatt å ta i bruk slik genmodifisert laks i Norge eller EU, men den kan brukes i land med mindre strengt regelverk, som USA, Japan og Brasil.

Først på menneskers sykdom

Forsker Simon E. Nitter Dankel ved Klinisk institutt 2 ved UiB har bidratt i de aller første studiene som brukte metoden på menneskeceller for å korrigere en sykdomsmutasjon.

– Det er en spennende utvikling vi har vært med på. CRISPR er veldig positivt for medisinsk forskning og vil gi ny forståelse og nye behandlinger. Dette kommer til å bli standard når man skal endre DNA, sier han.

For å forstå hva han har forsket på, må vi ned til de minste bestanddelene av genene våre:

– DNA består av over rundt 3,3 milliarder byggestener, og medfødte ombyttinger av enkelte av disse kan øke risikoen for å utvikle en bestemt sykdom. Du kan for eksempel ha økt risiko med en A (disse byggestenene gis bokstav-navn: A, T, C eller G) der andre har en T, forklarer Dankel.

Med CRISPR kan man klippe ut en "uheldig" A og erstatte med en T.

– Vi gjorde de første analysene i 2013 for å vise hvordan en bestemt bokstavombytting i DNA bidrar til diabetes. Vi brukte CRISPR og lykkes i å gi fettcellene en bedre funksjon.

Dankel samarbeider med miljøer rundt Harvard og MIT i Boston, og arbeidet ble ledet av Melina Claussnitzer.

Ny vitenskap

CRISPR ble første gang beskrevet vitenskapelig i 2013, og er faktisk basert på naturens egne forsvarsmekanismer. Deler av den aller nyeste utgaven av verktøyet ble funnet i en database over bakterier, som bruker muligheten til å klippe og lime i DNA til å forsvare seg mot virus.

I motsetning til tradisjonell genmodifisering er CRISPR både mer pålitelig og presis. I tillegg er det altså billig og enkelt, og forskerne regner med at enhver masterstudent i biologi vil være i stand til å genmodifisere om kort tid. Dermed øker også risikoen for at genmanipulering kan bli brukt på farlige måter.

Foreløpig er det ikke kommet noe gjennombrudd som gjør det enkelt å redigere bort sykdomsfremkallende gener i levende mennesker. I dyr og planter, derimot, stiller det seg annerledes.

Simon E. Nitter Dankel har brukt CRISPR på fettceller: – Cellene fikk økt varmefunksjon og bedre forbrenning, bare ved å bytte ut en enkelt bokstav i DNA. Foto: PRIVAT

Forskerne har oppdaget at CRISPR kan brukes til såkalt gene drive, som på norsk kan oversettes med genkjøring. Dette er en metode for å injisere et gen som så kan "smitte" en hel populasjon gjennom arv. Et normalt CRISPR-redigert gen som ikke gir arten store fordeler vil normalt bli sjaltet ut gjennom naturlig seleksjon. Med genkjøring, derimot, spres det injiserte genet som en gressbrann nedover i generasjonene, til hele populasjonen har det.Forskere ved flere universiteter jobber allerede med tanke på genkjøring av malariamygg. Hvis arten gradvis utrydder seg selv og en million liv vil være spart årlig. Det forskerne ikke vet så mye om, er hvilke roller malariamyggen spiller for andre arter i økosystemet, og om en slik genmodifisering vil kunne få uante negative konsekvenser.

Etisk vanskelig

I september 2015 publiserte Claussnitzer, Dankel og de andre forskerne en ny forskningsartikkel i New England Journal of Medicine.

– Vi brukte samme metode på en genetisk variant som er blitt knyttet til økt kroppsvekt. Etter forsøkene fikk de manipulerte fettcellene økt varmefunksjon og bedre forbrenning, bare ved å bytte ut en enkelt bokstav i DNA, forklarer Dankel.

– Dere har forøkt dette på en og en celle. Kan man bruke CRISPR på alle fettcellene av denne typen hos en pasient?

– Nei, det vi driver med er grunnforskning. Dette er vanskelig å få til i en levende organisme. Foreløpig finnes det ikke noen metode for å endre DNA i bare en bestemt celletype inne i et menneske. Da må du manipulere eggceller, eller stamceller man dyrker i laboratoriet som så overføres til et organ i kroppen.

Kina skaper strid

Men CRISPR blir allerede brukt på befruktede eggceller. I Kina har forskere nå for annen gang brukt CRISPR-metoden på menneskelige embryo. Forskerne mener arbeidet er etisk forsvarlig siden de befruktede eggcellene hadde en kromosomfeil som gjør at de ikke kunne blitt til mennesker uansett, og donorene hadde godkjent forsøkene.

Studien gikk ut på å gjøre fostrene resistente mot hiv. I forsøket rapporteres det at fire av 26 embryo ble vellykket modifisert.

Nylig godkjente britiske myndigheter en lignende studie. Britiske forskere har fått tillatelse til å bruke CRISPR på embryo for å forstå hvorfor noen svangerskap ikke fører frem.

Siden CRISPR ble oppdaget i 2012, har interessen fullstendig eksplodert. Det store spørsmålet er om alle som nå får verktøyet i hendene vil bruke det like konstruktivt.

Biohacking for alle

Josiah Zayner. Foto: PRIVAT

Biofysiker Josiah Zayner står bak gjør-det-selv— med-CRISPR-pakker og selger dem fra 130 dollar på nettstedet Indiegogo. Du kan for eksempel teste CRISPR-teknikken på gjær, eller bakterier.– Responsen har vært overveldende, folk er helt ville etter å drive med vitenskap, skriver han på epost etter at Aftenposten tar kontakt.

Det er uklart om Zayner har sendt pakkene til kundene enda, frem til nå har man kunnet forhåndsbestille.

– Jeg vokste opp på en bondegård og var heldig nok til å kunne gå på universitetet og til sist ta min Ph.d. Mange har ikke den muligheten. Hvor mange briljante vitenskapsmenn finnes det ikke der ute som ikke fikk den sjansen jeg fikk? Spør Zayner.

– Er du ikke redd noen vil misbruke teknologien?

– Frykten for at genmodifisering skal gå galt er svært overdrevet.

Flere artikler

  1. A-MAGASINET
    Publisert:

    Hennes oppdagelse kan snu opp ned på verden slik vi kjenner den

  2. VITEN
    Publisert:

    – Skal ikke «århundrets gjennombrudd» bli tillatt i Norge?

  3. VITEN
    Publisert:

    Svenske Fredrik Lanner blir en av de første forskerne i verden som får endre gener i menneskefoster

  4. A-MAGASINET
    Publisert:

    I denne skålen vokser poteter med genredigert DNA. Ville du spist en slik potet?

  5. VITEN
    Publisert:

    Trenger ikke lenger menn: Første pattedyr med to mødre er født

  6. VITEN
    Publisert:

    Ny trend: «Biohackere» lager eksperimentell medisin på kjøkkenbenken hjemme