Det har varit mycket surr om myggor; specifikt den genetiskt modifierade sorten. Sommaren 2021 var ett team av forskare från University of California, Santa Barbara och University of Washington banbrytande för en metod för att krångla med myggseende, vilket gjorde det mycket svårt för dem att hitta mänskliga mål.
Hur lyckades de med en sådan bedrift? Använder ett genteknikverktyg som kallas CRISPR.
"CRISPR var ursprungligen ett sätt som bakterier utvecklade för att bekämpa virus", sa Raphael Ferreira, en genomikingenjör vid Harvard Medical School när vi pratade med honom 2021. Ofta jämfört med en "molekylär sax" använder CRISPR specialiserade proteiner som kallas Cas — förkortning för CRISPR-associerade enzymer att skära strängar av DNA eller RNA på en exakt, förprogrammerad plats. Sedan kan systemet infoga eller ta bort den önskade genen på den platsen och viola :genredigerad organism.
CRISPR öppnar upp en värld av möjligheter, inklusive många - som förblindande myggor - inom området för människors hälsa. Men det är inte allt den används till. "Vi har så många varianter av den tekniken, den har gjort det möjligt för oss att göra vilken typ av genteknik som helst", säger Ferreira.
Här är några av de vildaste sätten som forskare använder CRISPR på i (och eventuellt utanför) labbet.
Innehåll
Föreställ dig att bita i en vinmognad tomat. Vilka smaker kommer att tänka på? Ljuv? Syrligt, kanske lite välsmakande? Vad sägs om kryddig?
Tack vare ett internationellt team av genetiker kan det bli den ödmjuka tomatens framtida smakprofil. Forskare i Brasilien och Irland har föreslagit CRISPR ett sätt att aktivera vilande capsaicinoida gener i tomatplantor, samma genetiska sekvens som ger chili sin kick. Förutom att skapa den perfekta bloody Mary, lovar växterna ett ekonomiskt alternativ till traditionell paprika, som är notoriskt svår att odla.
CRISPR kan också erbjuda en boost till din dagliga frukostrutin – eller ta bort boosten. Det brittiska företaget Tropic Biosciences utvecklar för närvarande en kaffeböna som är konstruerad för att odla koffeinfri. Det är en stor sak, eftersom dagens kaffebönor måste vara kemiskt koffeinfria, vanligtvis genom att blötlägga dem i etylacetat eller metylenklorid (också en ingrediens i färgborttagningsmedel). Detta hårda kemiska bad tar bort både bönornas koffein och mycket av deras smak. CRISPR-kaffe utlovar en darrfri kopp Joe, med all den rostade godheten av fullkaffe.
Om du någonsin har önskat att du kunde ha en utekväll på stan utan att drabbas av en baksmälla nästa morgon, kanske du har tur. Ett team av forskare vid University of Illinois har använt sin genetiska sax för att öka hälsofördelarna med en jäststam som används för att jäsa vin – och de har klippt bort generna som är ansvariga för nästa dag huvudvärk.
Saccharomyces cerevisiae , jästen i fråga är en polyploid organism, vilket betyder att den har många kopior av varje gen (i motsats till de vanliga två). Denna egenskap gör jästen både mycket anpassningsbar och extremt svår att genmanipulera med hjälp av äldre metoder, som bara kan riktas mot en kopia av en gen i taget.
Men CRISPR tillåter gentekniker att skära över varje version av en gen på en gång. Jämfört med äldre teknologier är "komplexiteten i vad du kan göra med CRISPR långt bortom", säger Ferreira, "Det handlar om effektivitet."
Genom att använda den kunde Illinois-teamet öka mängden hjärthälsosam resveratrol i sitt vin, samtidigt som baksmällan lämnades kvar på golvet i klipprummet.
När det kommer till boskapsuppfödning är horn vanligtvis ett no-go. På en fullvuxen tjur utgör de fara för bonden, den andra boskapen och ibland för själva djuret.
Traditionellt avhornas nötkreatur från gård genom att förinta de hornproducerande cellerna på djurets panna, som ligger på två beniga utsprång som kallas hornknoppar. Knopparna förstörs på ett av flera olika smärtsamma sätt:med gammaldags knivar, eller genom att applicera varma strykjärn, elektricitet eller frätande ämnen som natriumhydroxid. Dessa metoder kan ibland leda till vanställdhet i ansiktet eller ögonskador. Men CRISPR kan bara erbjuda ett mer etiskt alternativ.
Med hjälp av CRISPR har forskare konstruerat en gen för hornlöshet hos nötkreatur, vilket effektivt eliminerar behovet av hornborttagningsprocedurer hos dessa djur. Ännu mer intressant är att några av dessa genredigerade tjurar har kunnat föra egenskapen vidare till sina avkommor - vilket är avgörande för att behålla egenskapen i populationscirkulationen. I vetenskapliga kretsar har detta setts som en potentiellt enorm framgångssaga:så mycket att genetikern Alison L. Van Eenennaam vid University of California, Davis skrev en uppsats i Nature om det, och kallade borttagning av horn "en djurskyddsfråga av hög nivå. prioritet" och förespråkar fortsatt forskning.
Historiskt sett har allmänheten haft mindre entusiasm för genjusterade grödor och boskap, även om nyare forskning tyder på att dessa attityder kan förändras. Men tänk om CRISPR användes för något lite mindre "Charlotte's Web" och lite mer "Jurassic Park"?
Den kanske mest avlägsna användningen av CRISPR för tillfället är dess potential att föra tillbaka hela arter från de döda. Och just nu pratas det allvarligt om att återuppliva en speciell art:passagerarduvan.
Passagerarduvor brukade ströva runt i Nordamerikas skogar i hundratals miljoner starka flockar, mörkna himlen och dundrade genom undervåningen i vad naturvårdaren Aldo Leopold beskrev som "en fjäderstorm". Det började dock förändras under 1700- och 1800-talen, då europeiska kolonister strålade ut över kontinenten.
Förutom att vara allestädes närvarande hade passagerarduvor den olyckliga egenskapen att vara läckra. De jagades en masse av hungriga euroamerikaner, både för mat och sport. Detta skulle förmodligen inte ha varit lika förödande för fåglarnas totala population, förutom att människor samtidigt förstörde mycket av sina häckningsplatser. Denna brutala kombination drev arten till en brant nedgång i början av 1900-talet. Den sista kända passagerarduvan, en fågel vid namn Martha, dog i fångenskap 1914.
Nu tittar forskare på CRISPR som ett sätt att ta tillbaka dessa ikoniska fåglar. Kalifornien-baserade bioteknikorganisationen Revive &Restore har ett dedikerat Passenger Pigeon Project, som syftar till att återupprätta arten genom att modifiera genomet hos den närbesläktade band-tailed duvan. Om de lyckas, säger gruppen, kan de använda detta tillvägagångssätt för att återuppliva alla typer av utdöda eller kritiskt hotade varelser, från den svartfotade illern till den ulliga mammuten. Oavsett om de bör eller inte är naturligtvis fortfarande en fråga för en viss debatt, men det går inte att förneka att CRISPR har gjort det möjligt med science fiction.
Nu är det intressant:2020 tilldelades Emmanuelle Charpentier och Jennifer Doudna Nobelpriset i kemi för banbrytande CRISPR-teknologi, vilket gör dem till den sjätte och sjunde kvinnan som någonsin fått priset.
