211service.com
Genoomingenieurs maakten meer dan 13.000 CRISPR-bewerkingen in één cel
Wolfgang Kumm | AP-afbeeldingen
Sinds de uitvinding heeft CRISPR wetenschappers in staat gesteld om DNA-veranderingen op specifieke locaties in een genoom te introduceren. Vaak worden deze precieze wijzigingen één voor één doorgevoerd.
Misschien niet lang meer. Een team van de universiteit van Harvard zegt dat het de techniek heeft gebruikt om 13.200 genetische veranderingen aan te brengen in een enkele cel, een record voor de technologie voor het bewerken van genen.
De groep, onder leiding van gentechnoloog George Church, wil genomen op een veel grotere schaal herschrijven dan tot nu toe mogelijk is geweest, iets wat volgens hem uiteindelijk zou kunnen leiden tot het radicale herontwerp van soorten - zelfs mensen.
Dit soort gen-editing op grote schaal is al eerder geprobeerd. In 2017 heeft een Australisch team onder leiding van Paul Thomas het Y-chromosoom van muizen gepeperd met bewerkingen en dat is gelukt door het uit het bestaan te schieten . Die strategie wordt gezien als een mogelijke behandeling voor het syndroom van Down, een genetische aandoening die wordt veroorzaakt door een extra chromosoom.
Om het nieuwe record voor het bewerken van genen te vestigen, richtten teamleden Oscar Castanon en Cory Smith CRISPR op een type DNA-sequentie genaamd LINE-1, een mysterieus repetitief element dat verspreid over het menselijk genoom wordt aangetroffen. Deze genetische elementen, die zichzelf kunnen kopiëren, maken naar schatting ongeveer 17% van ons genoom uit.
Omdat CRISPR de dubbele helix opensnijdt, zal het maken van te veel bewerkingen tegelijk een cel doden. Dit gevaar heeft eerdere pogingen tot grootschalige bewerking beperkt. Geoff Faulkner, van de Universiteit van Queensland in Australië, zegt dat hij in 2016 probeerde LINE-elementen uit te schakelen in 500 muizenembryo's, in de hoop te zien of dit het muisgedrag zou beïnvloeden. Maar zulke muizen overleefden het niet om zich voort te planten.
Om dat probleem te voorkomen, heeft het Harvard-team in plaats daarvan een variant van CRISPR aangepast, een basiseditor genaamd, die het knippen van DNA vermijdt en in plaats daarvan de ene genetische letter door een andere vervangt, bijvoorbeeld door een C in een T te veranderen.
Volgens hun papier , gepost in maart op de preprint-website BioRxiv, was het team in staat om meer dan 13.000 veranderingen tegelijk aan te brengen in sommige cellen zonder ze te vernietigen.
Ze vonden een manier om het experiment uit te voeren zonder grove genoombrede instabiliteit te veroorzaken, zegt Faulkner.
Andere wetenschappers waren minder onder de indruk en zeiden dat het werk niet de stap is voor grootschalige genoombewerking zoals wordt geadverteerd. Gaetan Burgio, van de Australian National University, noemde het idee dat de techniek zal leiden tot een radicaal herontwerp van soorten overdreven.
Church ziet grootschalige bewerking echter als een manier om genomen op te ruimen door de genetische rommel die ze bevatten te verwijderen. Zo heeft het labo in 2015 gezapt alle 62 exemplaren van een retrovirus dat op de loer ligt in het genoom van varkens. Dergelijke virussen kunnen reactiveren, dus het creëren van varkens zonder hen is een veiligheidsstap in de richting van orgaantransplantaties van varken naar mens.
Een bedrijf dat uit het laboratorium is voortgekomen, eGenesis, maakt al varkens met tal van bewerkingen, zodat hun organen kunnen worden getolereerd door ontvangers van menselijke transplantaties.
Church zegt dat zijn uiteindelijke doel is om voorraden van menselijke organen of weefsels te creëren waarvan het genoom is herzien zodat ze immuun zijn voor alle virussen. Dat proces, hercodering genaamd, zou volgens het team ongeveer 9.811 precieze genetische modificaties omvatten. Church zegt dat het lab is begonnen met het hercoderen van de voorraden van zijn eigen cellen in het lab. Deze zijn bedoeld als veilige … en universele stamcellen, zegt hij.