Morgunblaðið - Sunnudagur - 31.05.2020, Blaðsíða 8

V
analega þegar moskítóflugur, og
raunar hvaða dýr sem er, eignast
afkvæmi eru helmingslíkur á því
að afkvæmið erfi gen sem aðeins
er í öðru foreldrinu. Þannig að ef
annað foreldrið ber gen sem gerir það að verk-
um að það beri ekki á milli manna malaríu eru
50% líkur á því að afkvæmið beri það líka.
Því munu nokkrar moskítóflugur sem bera
genið ekki hafa mikil áhrif á genasafnið á svæð-
inu; flestar flugurnar munu ekki bera genið og
því halda áfram að bera veiruna sem veldur
malaríusjúkdómnum á milli manna. Sjúk-
dómurinn dregur fleiri en 400 þúsund til dauða
á ári hverju, flesta í Afríku.
En með tilkomu erfðatækni sem kallast
„gene drive“ á enskri tungu er nánast hægt að
tryggja að rétt gen erfist og dreifist þannig
meðal einstaklinga. Þ.e. ef moskítófluga sem
getur ekki dreift malaríu eignast afkvæmi með
moskítóflugu sem getur það er nánast öruggt
að afkvæmið geti það ekki. Öll afkvæmi þess
bera svo þetta gen sem gerir flugunni ekki
kleift að smita menn.
Þegar um er að ræða moskítóflugur, eða aðr-
ar dýrategundir sem fjölga sér hratt og eiga
stutt lífskeið, dreifist genið sem erfðatæknin
notar mjög hratt um. Þannig væri hægt að út-
rýma malaríu á ákveðnu svæði og bjarga þann-
ig lífi hundraða þúsunda manna.
Vekur erfiðar spurningar
Téð erfðatækni er ekki ný af nálinni. Í um tvo
áratugi reyndu vísindamenn að átta sig á því
hvernig hægt væri að fá hana til að virka al-
mennilega. En ekki var hægt að gera mikið
betur en að auka líkurnar á að tiltekið gen
myndi erfast um eitt eða tvö prósent.
Það breyttist árið 2014 þegar doktorsnemi í
líffræði við Kaliforníuháskóla í San Diego í
Bandaríkjunum og leiðbeinandi hans ákváðu að
prófa að sameina tæknina nýrri erfðatækni
sem kallast CRISPR/Cas9. Það heppnaðist og
skyndilega gátu þeir félagar nánast tryggt það
að afkvæmið bæri genið sem þeir vildu að það
bæri.
Hægt væri að nota aðferðina til að hafa áhrif
á aðrar dýrategundir eins og t.d. nagdýr sem
fuglategundir fara illa út úr á ýmsum svæðum
heimsins. Þá er möguleiki að breyta matvælum
með skilvirkari hætti en áður hefur verið.
Þegar doktorsneminn, Valentino Gantz, og
leiðbeinandinn, Ethan Bier prófessor, unnu við
skrif á fræðigrein sem skýrði frá uppgötvun
þeirra veltu þeir fyrir sér hvort rétt væri að
gefa hana út. Hvað ef fluga slyppi út af rann-
sóknarstofunni? Hvað ef tæknin lenti í röngum
höndum og væri notuð sem vopn?
Þó að þeir Gantz og Bier hafi gefið greinina
út að endingu vakna fleiri spurningar. Afleið-
ingar þess að breyta erfðamengi heilu dýrateg-
undanna geta verið ófyrirsjáanlegar og spurn-
ing er hvort maðurinn getur gefið sér leyfi til
þess. Þá má spyrja sig hvort maðurinn sé svo
mikið merkilegri en aðrar dýrategundir að
hann geti leikið guð með þessum hætti.
En mannskepnan hefur leyft sér að leika guð
í áraraðir. Í Bandaríkjunum á 20. öld voru síki
tæmd og skordýraeitur notað óspart til að
stöðva útbreiðslu moskítóflugna sem báru með
sér sjúkdóma á borð við gulusótt og bein-
brunasótt.
Kallað hefur verið eftir því að íbúar þeirra
svæða þar sem erfðabreyttu dýrunum verði
sleppt fái að ákveða hvort svo verði enda þeirra
hagsmunir í húfi. En þá vaknar sú spurning
hvort setja eigi ákvörðunarvaldið í hendur aðila
sem ekki hafa tíma til að kynna sér málið frek-
ar en sérfræðinga á sviðinu. Erfitt er að fá svar
við þessum spurningum.
Framandi erfðaefni
En hvað er CRISPR/Cas9?
Francisco Mojica, spænskur vísindamaður,
var einn sá fyrsti sem kom auga á endurteknar
raðir í erfðamengi baktería og var það kallað
CRISPR. Slíkt telst óvenjulegt og vakti áhuga
margra á tíunda áratugnum. Það var þó ekki
fyrr en meira en áratug seinna að komist var að
því að endurteknu raðirnar voru í raun kerfi
sem notað var til að þekkja framandi erfðaefni.
Þegar veirur ráðast á bakteríur afrita bakt-
eríur erfðaefni veirunnar í erfðamengi sitt svo
þær þekki þær síðar meir.
Til að berjast við veirur
mynda bakteríur ensím sem
kallast Cas9 og geymir afrit
af genaröðinni sem eins
konar veggspjald fyrir eft-
irlýsta. Þegar Cas9 kemur
auga á erfðamengið klippir
það á það, sem veldur því að
veiran getur ekki fjölgað sér
og bakterían lifir af.
Cas9 (köllum það hér með Crispr) klippir
alltaf á þeim stað sem afritið segir til um og ár-
ið 2012 náði vísindamaðurinn Jennifer Doudna,
ásamt öðrum, að sýna fram á að hægt væri að
mata Crispr með hvaða genaröð sem er og
klippa þannig erfðamengið á þeim stað sem
menn vildu. Þannig væri hægt að nota Crispr
til að breyta erfðamengi dýra og jafnvel
manna.
Byltingarkennd aðferðafræði
„Kerfið kemur úr náttúrunni í allt öðrum til-
gangi en við notum það,“ segir Magnús Karl
Magnússon, prófessor við læknadeild Háskóla
Íslands. „Þetta er í raun ónæmiskerfi bakt-
eríunnar.“
Breytingar á erfðaefni voru gerðar áður en
Crispr kom til sögunnar. „Það sem við höfðum
og vorum talsvert góð í var að flytja stóra búta
af genum úr einni lífveru yfir í aðra með svo-
kölluðum genaferjum.“ Slík tækni er til dæmis
notum við að erfðabreyta matvælum.
„Í stað þess að breyta erfðamenginu, ein-
hverju gölluðu geni, þá værirðu að flytja inn
nýtt afrit, ógallað afrit, í heilu lagi og setja það
einhvers staðar inn í erfðamengið og vonast til
að það geti starfað. Genaferjan er því mun óná-
kvæmari leið. Það virkar ágætlega en þú getur
til dæmis ekki leiðrétt erfðamengi; breytt ein-
um bókstaf í erfðamenginu og svo framvegis.
Colorbox
Á síðasta áratug hefur erfðabreytinga-
tækni fleytt hratt fram. Stærstan hlut að
máli á CRISPR/Cas9-tæknin sem gerir
mönnum kleift að breyta erfðamengi að
vild. Möguleikar eru á lækningum
erfiðra sjúkdóma en margir óttast að fólk
verði hannað með tilliti til æskilegra
eiginleika eins og gáfna eða styrks.
Böðvar Páll Ásgeirsson bodvarpall@mbl.is
Ættum við að
leika Guð?
Venjulegar erfðir
Breytt gen dreifi st ekki Allir einstaklingar erfa breytt gen
„Gene drive“ erfðir
Með því að nota „gene drive“ getur einn erfðabreyttur einstaklingur dreift geninu skilvirkt.
Magnús Karl
Magnússon
LÆKNAVÍSINDI
8 MORGUNBLAÐIÐ SUNNUDAGUR 31.5. 2020