Gen-saksen Crispr har store potentialer, men er der også nogle snubletråde, der i værste fald kan betyde, at saksen klipper de forkerte gener.
Ikke forkerte som i ulovlige, men ganske enkelt i nogle gener, som saksen ikke skulle have fat i. Indenfor den verden kaldes det for on-target, når den rammer rigtigt og off-target, når den ikke gør.
Crispr fungerer ved at man designer et stykke RNA, kaldet ”guide-RNA”. Det kobles på proteinet Cas9, der kan kløve DNA. Guide-RNA fungerer som en udkigspost, der kan lokalisere det sted, hvor der skal klippes. Når guide-RNA har fundet det rette sted, så klipper Cas9 i DNA-strengen. Når det er gjort, kan forskeren sætte et hvilket som helst stykke DNA ind på den plads, der nu er fri.
DNA-strenge er lange, så der er mange potentielle steder, Cas9 og guide-RNA kan ramme. Rammer Cas9 og guide-RNA’et det sted, som forskeren gerne vil ramme, så kalder man det ’on-target’, men rammer man ved en fejl et andet sted, så kaldes det ’off-target’.
Det har indtil nu været lidt af et mysterium omkring off-targets.
Vi ved allerede, at hvis bindingen mellem guide-RNA og DNA er for svag, så virker CRISPR ikke så godt. Men nu har vi fundet ud af, at det også er et problem, hvis den binder for stærkt, siger professor i bioinformatik Jan Gorodkin fra Institut for Veterinær- og Husdyrvidenskab på Københavns Universitet.
I stedet er der et optimalt interval af bindings-energi mellem guide-RNA og DNA, som altså hverken skal være for stærk eller for svag. Rammer man det bedste niveau af bindings-energi, får man den optimale skarphed på saksen.
Meget interessant, så forklarer det her, også hvorfor nogle off-targets, kan have stærkere CRISPR aktivitet end deres on-targets, det vil sige, at saksen klipper skarpere på off-target end on-target. Forklaringen er nemlig, at de on-targets, der er for stærke, ikke er inden for det rette bindingsenergi-interval. Men hvis man trækker noget energi fra de her stærke bindinger, så kan man skubbe energien tilbage i det optimale interval, forklarer Jan Gorodkin.
I det andet studie har forskerne også fokuseret på off-targets. Her har forskerne udviklet en metode til at måle effektiviteten af off-targets.
Normalt afprøver man Crispr-eksperimenter ved, at man udvælger et mindre antal computerforudsagte off-targets som man vil teste. Men med den nye teknologi vil man være i stand til at teste for et meget større antal off-targets, hvilket forskerne forventer vil resultere i en hurtigere udvikling af medicinsk behandling med færre bi-effekter.
Med den nye metode har forskerne undersøgt 8000 potentielle off-targets i 110 Crispr guide RNA’er, der er ved at blive udviklet til medicin til mennesker. Forskerne fandt så ud af, at 10 procent af de 8000 potentielle off-targets faktisk var off-targets.
Vi har altså opdaget langt flere off-targets end med de gængse metoder, forklarer Jan Gorodkin.
Den nye metode vil have stor betydning for fremtidens undersøgelser for off-targets.
I de seneste 10 år har vi taget et stort skridt i retning af at kunne redigere genomet. Nu er vi i gang med at gøre vores metoder mere sikre og effektive. Sidstnævnte understøtter også den grønne omstilling, da genom-modifikationer, for eksempel af celler, der bruges i produktionen, kan føre til en mere omkostningseffektiv udnyttelse af ressourcerne, understreger Jan Gorodkin.
Kilde: Københavns Universitet
