Náttúrufræðingurinn - 1977, Blaðsíða 53

Ekki er líklegt að hægt verði að
auka mikið á greiningarhæfni þeirrá
hefðbundnu erfðafræðilegu aðferða
sem nú eru notaðar til rannsókna á
manninum og öðrum æðri lífverum.
Elins vegar er þess að vænta að hin
nýja rannsóknartækni, sem lýst verð-
ur hér á eftir, geri mönnum kleift að
kanna erfðaefni æðri lífvera með
rannsóknaraðferðum örveruerfðafræð-
innar. Það er fyrir þessar sakir öðru
fremur að menn tengja miklar vonir
við hinar nýju aðferðir.
Ný rannsóknaraðferð:
Erfðaefni „ferjað“ milli tegunda
Það var árið 1973 að fjórir banda-
rískir vísindamenn skýrðu frá því í
tímaritsgrein hvernig þeim hafði tek-
ist að innlima DKS búta úr mismun-
andi tegundum í sérstakar DKS sam-
eindir sem ættaðar voru úr gerilfrum-
um. (Cohen, Chang, Boyer og Hell-
ing, 1973). Þetta var gert í tilrauna-
glösum, utan lifandi fruma, en síðan
var hið samskeytta erfðaefni flutt inn
í lifandi gerilfrumur af tegundinni
Escherichia coli (E. coli). Þar gat það
fjölgað sér. 1 þessum fyrstu tilraunum
var hið innlimaða erfðaefni úr mis-
munandi geriltegundum, en skönnnu
síðar voru bútar erfðaefnis úr dýra-
frumum fluttir með sama hætti inn í
gerilfrumur. Aðferð fjórmenninganna
og önnur tæknibrögð af svipuðu tæi
gera mönnum nú kleift að láta búta
erfðaefnis úr hvaða lífverutegund sem
er fjölga sér í gerilfrumum.
Tvær meginforsendur lágu fyrir
])ví að slík tilraun gæti tekist. í fyrsta
lagi ný þekking á efnaskiptum DKS
sameinda, sem gerði mönnum mögu-
legt að rjúfa og tengja saman tvöfalda
DKS þræði. í öðru lagi þekking á svo-
nefndum plasmíðum, en það eru til-
tölulega litlar DKS sameindir sem
fyrirfinnast í ýmsum gerilfrumum og
eftirmyndast þar sem sjálfstæðar ein-
ingar, aðskildar frá annarri kjarnsýru
frumunnar. Hinar sérstöku DKS sam-
eindir sem notaðar voru í fyrrnefnd-
um tilraunum voru einmitt plasmíð-
sameindir. Þær voru notaðar til þess
að „ferja“ framandi gen inn í E. coli.
En víkjum nú nánar að hvorri for-
sendunni um sig.
Skerðing DKS sameinda
Efnaskipti DKS sameinda eru mjög
flókin. Meðal þeirra lífhvata sem að
þeim starfa eru hinir svonefndu skerð-
andi kjarnsýrukljúfar eða skerðihvat-
ar (restriction endonucleases). Þessir
lífhvatar hafa þann eiginleika að geta
rofið tvöfaldar DKS keðjur og bútað
þær niður. Rof tekst þó einungis við
sérstakar kirnisraðir. Skerðihvatarnir
þekkja þessar raðir, ráðast á þær og
„bíta“ þær í sundur.
Þessir lífhvatar eru í rauninni hluti
af nokkurs konar ónæmiskerfi geril-
frunra. Gerlar af tegundinni E. coli
eru t. d. næmir fyrir veirunni X, sem
srnitar þá, fjölgar sér í þeim og getur
valdið eyðingu þeirra. Við smitun er
Jtað í rauninni kjarnsýra (DKS) veir-
unnar sem flyst inn I gerilfrumuna
og stýrir þar myndun nýrra veiru-
agna. Til eru margir stofnar af E.
coli. Meðal þeirra eru stofnarnir B og
C. Veiran X getur fjölgað sér í báð-
um þeirra. Sé veira sem ræktuð hefur
verið á B stofninum látin smita þann
sama stofn, tekst sýking venjulega vel
115