Jeszcze niedawno aby zmodyfikować genetycznie żywy organizm, trzeba było mieć dostęp do laboratoriów wyposażonych w kosztowny sprzęt. Sytuację diametralnie zmieniła metoda zwana CRISPR. „Jest tak łatwa, że można zastosować ją w prawie każdym laboratorium. Niedawno byłem w Pradze na konferencji poświęconej genetyce. Aż 90 proc. wykładów dotyczyło CRISPR” – mówi „Focusowi” dr Witold Konopka z Instytutu Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN w Warszawie, który sam stosuje tę metodę do blokowania genów w mózgach szczurów. Wielu komentatorów spodziewało się, że odkrycie CRISPR zostanie uhonorowane Nagrodą Nobla w ubiegłym roku.

Naukowcy donoszą co chwila o zastosowaniu tej metody do zmiany DNA roślin, pszczół, świń, psów, a nawet ludzkich zarodków. Pojawiają się próby wykorzystania jej w praktyce klinicznej. Z jednej strony jest to ogromna szansa dla wielu ludzi dotkniętych nieuleczalnymi dotąd schorzeniami o podłożu genetycznym. Z drugiej – odżyły obawy, że ktoś spróbuje w końcu powołać do życia dziecko z precyzyjnie „zaprojektowanym” DNA.

Jak działa pamięć u bakterii 

Metoda CRISPR powstała dzięki odkryciu, którego wagi nie docenili sami odkrywcy. W 1987 r. zespół japońskich badaczy znalazł dziwne fragmenty DNA w genomie bakterii Escherichia coli.

Miały one postać pięciu identycznych sekwencji porozdzielanych całkowicie odmiennymi odcinkami. Można je było porównać do dużej kanapki, w której identyczne kromki chleba przekładane są różnorodnymi mieszankami wędlin, warzyw i sosów. Japończycy nie mieli bladego pojęcia, czemu to wszystko może służyć.

Sprawa wzbudziła większe zainteresowanie dopiero wtedy, gdy podobne sekwencje DNA wykryto także u innych gatunków bakterii. Oznaczało to, że muszą pełnić jakąś ważną rolę w komórkach mikrobów. W 2002 r. Ruud Jansen z Uniwersytetu Utrechtu w Holandii postanowił nadać tym sekwencjom nazwę. Po angielsku są to „clustered regularly interspaced short palindromic repeats” („zgromadzone regularnie przerywane krótkie powtórzenia palindromiczne”), w skrócie CRISPR. Zespół Jansena odkrył też, że tym dziwacznym sekwencjom zawsze towarzyszył gen kodujący enzym o nazwie Cas9, który potrafi ciąć nić DNA.

Trzy lata później wreszcie zrozumiano, jaką rolę pełni ten system. Gdy jakiś wirus atakuje bakterię, enzym Cas9 chwyta jego DNA, tnie i wciska między identyczne sekwencje CRISPR w bakteryjnym genomie. Taki ślad zostaje tam na stałe. Przydaje się wtedy, gdy do wnętrza bakterii ponownie wedrze się wirus tego samego typu. Wówczas bakteria od razu go rozpozna i zniszczy. „Sekwencja CRISPR to bakteryjny odpowiednik naszej pamięci odpornościowej” – wyjaśnia dr Konopka.