CRISPR Watch oraz konkurs dla abonentów

Dzisiejszy wpis podzielony jest na dwie części – naukową i konkursową. Konkursowa jest na końcu, ale polecam czytać od początku, bo część pierwsza (niedługa i tak) może być inspiracją do konkursu!

Zacznijmy od CRISPR Watch – przeglądu ostatnich prac wykorzystujących narzędzia do modyfikowania genomu. O tym, że na punkcie CRISPR/Cas w szczególności (i modyfikowania genomu w ogólności) mam fisia, to myślę, że większość czytelników jest już dość świadoma. Ale jak to z nauką bywa, czasem prace super ciekawe pojawiają się co dzień, a czasem jest okres posuchy – i ostatnio taka kilkutygodniowa posucha nas dotknęła z CRISPR/Cas. O dziwo, bo żyjemy w takich czasach, że wygląda jakby każdy badacz i jego babcia pracowali nad czymś, co wymaga stosowania CRISPR/Cas…

Ale końcem kwietnia i początkiem maja znowu nam się trafił urodzaj. Więc tutaj tylko wypunktuję kilka ciekawych prac, bez wdawania się w zbyt wiele technicznych detali.

Roślinne GMO

Pod koniec kwietnia pismo Nature Biotechnology opublikowało trzy ciekawe prace, które co prawda nie opisywały wykorzystania CRISPR/Cas, ale i tak trafiają na listę. Dlaczego? Otóż badacze z Laboratoriów Sainsbury w Wielkiej Brytanii opisali metodę chemicznej mutagenezy (czyli wykorzystującej sygnał chemiczny do wywoływania mutacji). Takie metody od dawna stosowane są do tworzenia roślin modyfikowanych genetycznie, z różnym efektem. Cierpią oczywiście na tę samą bolączkę, której zaradzać ma redagowanie genomu z pomocą TALENów czy CRISPR/Cas – mutacje wprowadzane są losowo. Co nie oznacza, że niewydajnie, czego świadectwem niech będzie to, jak wiele produktów GM wyprodukowano w ten właśnie sposób.

Czym się różni ta metoda od wszystkich poprzednich? Otóż pozwala ona na szybkie sklonowanie genów odpowiedzialnych z odporność roślin na choroby. A od sklonowania genu jest już bardzo niedaleka droga do wprowadzenia go do rośliny, w celu jej ulepszenia. I tę metodę wykorzystali w dwóch kolejnych pracach opublikowanych w tym samym czasie także w Nature Biotechnology – jedna opisywała sklonowania genu odporności na zarazę ziemniaka. Ten grzybopodobny patogen odpowiada za straty 10% plonów ziemniaka w skali światowej, a w XIX stuleciu był przyczyną wielkiego głodu w Irlandii. Teraz jednak możliwe jest stworzenie nowej, lepszej wersji tego króla skrobii, jakim jest ziemniak! Druga praca opisuje zastosowanie metody do identyfikacji genu soi, który daje jej odporność na azjatycką rdzę soi. Ten grzyb jest jeszcze groźniejszy – straty plonów soi mogą sięgać nawet 80%.

Nature Biotechnology w ogóle bardzo się ostatnio rozpędziło i w ubiegłym tygodniu opublikowało też komentarz na temat GMO – podpisany przez takie szychy specjalizujące się w redagowaniu genomów roślinnych jak Dana Carroll czy Dan Voytas. Autorzy tej opinii dokładają kolejny głos do dyskusji na temat tego, w jaki sposób – jeśli w ogóle – powinno się regulować prawnie zastosowanie technik redagowania genomu do modyfikowania genetycznego organizmów. I nawołują do tego, aby nie regulować (czyli: nie ograniczać zastosowania) samej techniki, a jeśli już koniecznie musimy coś regulować, to powinien być to końcowy produkt. Powód? Otóż cudowną cechą redagowania genomu jest to, że metoda zastosowana umiejętnie tworzy np. rośliny, których nie da się odróżnić od tych niemodyfikowanych. Jedyna różnica polega na tym, że mutacje prowadzące np. do nabrania odporności na jakiś patogen, które normalnie uzyskano by krzyżując pokolenie za pokoleniem, za pomocą CRISPR/Cas pozyskać możemy w pięć minut. Ograniczanie stosowania CRISPR/Cas (i innych technik) byłoby trochę, jak próby delegalizacji noży, bo są często stosowane przez morderców.

Dyskusja ta trwa i nabiera rozpędu w związku z różnymi decyzjami dotyczącymi produktów modyfikowanych za pomocą technik redagowania genomu dopuszczanych obecnie (lub nie) na różne rynki. I zapewne możemy się spodziewać oporu materii w tej kwestii, ale z punktu widzenia bezpieczeństwa redagowanie genomu pozostaje, paradoksalnie, najbezpieczniejszą i najłatwiejszą do kontrolowania technikę pozyskiwania określonych roślinnych mutantów (wliczając w to też klasyczne krzyżowanie).

Zwierzęce GMO też

Nature Biotechnology, jak już powiedziałem, było ostatnio na fali. Także w zeszłym tygodniu pismo opublikowało list badaczy opisujących wykorzystanie techniki TALEN do pozyskania bezrożnego bydła. Tak zwaną dekornizację – odcinanie rogów u domowego bydła – jest procedurą, którą stosuje się szeroko w rolnictwie. Zwiększa ona bezpieczeństwo zarówno zwierząt, jak i ludzi. Jest to jednak procedura dla zwierząt dość traumatyczna.

Autorzy listu opisali jednak zastosowanie u bydła redagowanie genu POLLED – przetestowali dwie mutacje, które opisano niedawno jako potencjalnie powodujące naturalny brak poroża. I okazało się, że owszem, da się w ten sposób pozyskać zwierzęta naturalnie pozbawione rogów!

CRISPR odkrywa tajemnice demencji

W samym zaś Nature na początku maja ukazały się dwie interesujące prace: pierwsza z nich opisuje nową metodę wykorzystującą CRISPR do naprawy genów (a więc nie tylko wprowadzania losowych mutacji, ale ich dokładnego reperowania). Badacze metodę zademonstrowali na komórkach ludzkich, wprowadzając precyzyjne mutacje do dwóch genów uwikłanych w etiologię choroby Alzheimera. Tak pozyskane komórki mogę służyć do badania mechanizmów tej choroby, ale także być pomocnym modelem w poszukiwaniu skutecznych terapii.

Druga z prac opsiuje wykorzystnie CRISPR/Cas do badania etiologii choroby Parkinsona. Badacze skupili się na genie kodującym alfa-synaptynę, białko, o którym wiadomo, że bierze udział w rozwoju tej choroby. Wykorzystując redagowanie genomu autorzy zmodyfikowali element genetyczny regulujący ekspresję tego genu. Badanie jest interesujące nie tylko dzięki temu, czego uczy nas o samej chorobie, ale także dlatego, że jest jednym z wciąż bardzo nielicznych przykładów demonstrujących w tak bezpośredni sposób regulacyjną rolę DNA niekodującego (w domyśle – niekodującego białek).

Konkurs

No i tyle – ale CRISPR nie śpi i więcej będzie z pewnością i to wkrótce. W międzyczasie konkurs! Na początku czerwca na polski rynek trafia polska wersja książki ulubionego kosmonauty wszystkich muzyków, Chrisa Hadfielda. Konkurs więc będzie kosmiczno-genetyczny.

Zadanie jest następujące: proszę zaproponować eksperyment redagowania jakiegokolwiek genu i genomu, który może nam pomóc w podboju kosmosu. Rośliny, które nie potrzebują dużo światła do fotosyntezy? Zwierzęta, które przybierają masę mięśniową pomimo braku grawitacji? Ludzie, którzy mogą oddychać w próżni? (Ha, to dopiero byłby wyczyn!)

Pomysły można umieszczać w komentarzach pod wpisem, ale na fejsie. Najciekawsze, najbardziej oryginalne i najbardziej prawdopodobne (czyli ludzie oddychający w próżni odpadają) zostaną nagrodzone książką Hadfielda. Termin nadsyłania pomysłów – koniec maja.

Nagrodę(y) sponsoruje Wydawnictwo Znak. Czekając zaś na koniec konkursu – i książkę w księgarniach – odsyłam ponownie do niesamowitego klipu Hadfielda: