CRISPR/Cas9 | en term inom DNA-forskningen
CRISPR är en term inom DNA-forskningen. Det står för clustered regularly-interspaced short palindromic repeats. Dessa är en del av den genetiska koden hos prokaryoter: de flesta bakterier och arkéer har dem. Det är deras försvar mot virusangrepp. Dess struktur och funktion upptäcktes på 2000-talet.
CRISPR har många korta upprepade sekvenser. Dessa sekvenser är en del av ett adaptivt immunsystem för prokaryoter. Det gör det möjligt för dem att komma ihåg och motverka de bakteriofager som är ett byte för dem. De fungerar som ett slags förvärvad immunitet för bakterier.
De kan ändra generna i nästan alla organismer. Forskare använder dem som ett verktyg för att skära av och sätta in gener vid genetisk modifiering. Arbete pågår för att ta reda på hur de kan användas för att angripa virussjukdomar hos människor (genterapi).
Schematisk bild av ett CRISPR-locus. Det finns tre huvuddelar. 1. cas-gener, 2. en ledarsekvens och 3. En upprepnings-spacer-array. Arrangemanget av de tre delarna är inte alltid som visas.
CRISPR Cascade-protein (cyan) bundet till CRISPR RNA (grönt) och fage-DNA (rött).
CRISPR/Cas9
Hur det fungerar
Varje upprepning följs av korta segment av "spacer-DNA". Dessa kommer från tidigare exponering för ett bakterievirus eller en plasmid. CRISPR-spacers känner igen och skär upp de främmande genetiska elementen på ett sätt som liknar RNA-interferens i eukaryota organismer.
Spacers är i själva verket fragment av DNA från virus som tidigare har försökt angripa cellinjen. Den utländska källan till spacers var för forskarna ett tecken på att CRISPR/cas-systemet skulle kunna spela en roll i bakteriers adaptiva immunitet.
Själva skärningen görs av ett nukleas som kallas Cas9. Cas9 har två aktiva skärande platser, en för varje sträng i DNA:s dubbelspiral. Cas9 gör detta genom att avveckla det främmande DNA:t och kontrollera om det är komplementärt till den 20 baspar långa spacerregionen i guide-RNA:t (spacerregion-RNA:t). Om det är det, hackas det främmande DNA:t upp.
Applikationer
CRISPR är ett antiviralt försvarssystem som har sitt ursprung i bakterier och arkéer. Genredigering är ett mänskligt utnyttjande av CRISPR.
Tekniken har använts för att stänga av gener i mänskliga cellinjer och celler, för att studera Candida albicans, för att modifiera jäst som används för att framställa biobränsle och för att genetiskt modifiera grödor.
CRISPR-Cas9-systemet skär DNA, men kan göra mer. Det kan slå på och stänga av genuttryck och kan användas för att fluorescerande märka särskilda sekvenser.
Nobelpris
För förståelsen och utvecklingen av CRISPR-Cas9-tekniken för redigering av arvsmassan fick Nobelpriset i kemi 2020. Priset delades ut gemensamt till Emmanuelle Charpentier och Jennifer Doudna.
Frågor och svar
F: Vad står CRISPR för?
S: CRISPR står för Clustered Regularly-Interspaced Short Palindromic Repeats.
F: Var finns CRISPR?
S: CRISPR finns i den genetiska koden hos prokaryoter, vilket inkluderar de flesta bakterier och arkeakter.
F: Vad var syftet med att upptäcka CRISPR?
S: Syftet med att upptäcka CRISPR var att förstå dess struktur och funktion som ett försvar mot virusangrepp.
F: Hur fungerar CRISPR?
S: CRISPR fungerar genom att ha korta upprepade sekvenser som fungerar som ett adaptivt immunsystem för prokaryoter, vilket gör det möjligt för dem att komma ihåg och motverka bakteriofager som är ett byte för dem. Detta ger bakterier en förvärvad immunitet.
F: Vad kan man göra med CRISPR?
S: Med CRISPR kan forskarna ändra generna i nästan alla organismer och använda det som ett verktyg för att skära av och sätta in gener vid genetisk modifiering (GM). Dessutom bedrivs forskning för att hitta sätt som de kan användas för att angripa virussjukdomar hos människor (genterapi).
F: När upptäcktes CRISPR?
S: Upptäckten av CRISPR gjordes på 2000-talet.
