Genové inženýrství udělalo za posledních deset let obrovský pokrok díky revoluční technologii CRISPR-Cas9, za kterou získaly její objevitelky Jennifer Doudna a Emmanuelle Charpentier v roce 2020 Nobelovu cenu za chemii. Zatímco dříve byly zásahy genových inženýrů do dědičné informace víceméně náhodné, CRISPR-Cas9 umožnil tzv. editaci genomu.
Zjednodušeně řečeno, může genový inženýr s dědičnou informací nejrůznějších organismů provádět podobné kousky, jako nám dovoluje třeba textový editor Word s rozsáhlým textem. Genoví inženýři mohou vyhledat v miliardách písmen genetického kódu přesně vybraný úsek a ten pak vymazat, nahradit jiným úsekem nebo do něj vložit novou genetickou sekvenci.
CRISPR-Cas9 však není nejvhodnější pro vystřihávání dlouhých úseků DNA, což je postup, který se hodí pro odstraňování škodlivých genů z lidské dědičné informace při tzv. genových terapiích. Pro tyto účely se dobře hodí systém označovaný jako CRISPR-Cas3.
Jakékoli využití editace genomu u člověka dramaticky zvedá laťku pro nároky na bezpečnost zásahů do dědičné informace. Největší obavy jsou spojovány s tzv. necílovými střihy. V případě použití CRISPR-Cas9 už dosáhla technologie poměrně vysoké spolehlivosti a vědci mají celou řadu prostředků k tomu, aby udrželi necílové střihy pod kontrolou.
Pojistka proti zbloudilým střihům do DNA
Tým Yan Zhangové z University of Michigan Medical School nyní představil „pojistku“ proti nežádoucím necílovým střihům i pro systém CRISPR-Cas3.
Jennifer Doudna se Emmanuelle Charpentier se nechaly pro systém CRISPR-Cas9 inspirovat „imunitním systémem“ bakterií, které se přesně cílenými střihy do dědičné informace brání např. proti virům ze skupiny bakteriofágů. Viry už si vyvinuly pro bakteriálním genetickým nůžkám obranu v podobě tzv. anti-CRISPR proteinů. Ty jsou s to genetické nůžky vyřadit z provozu a díky tomu viry uniknou rozstříhání na kousky.
Necílové střihy vznikají v situacích, kdy je nástrojů v buňce příliš mnoho a mají na stříhání DNA příliš mnoho času. V první fázi dělá CRISPR to, co se po něm chce. Teprve s postupem času začíná tropit hlouposti a dopouští se chyb. Pokud se nechá CRISPR působit je krátce a pak se jeho akce zastaví pomocí anti-CRISPR proteinů, k necílovým střihům nedochází.
A Zhangová se svým týmem vyvinula právě takový systém obrany proti necílovým střihům CRISPR-Cas3. Výsledky tohoto výzkumu zveřejnil vědecký časopis Molecular Cell. Pro genové terapie je tento výsledek velkým příslibem.
Využijeme vymožeností editace genomu?
V současné době se v Evropské unii rozhoduje o tom, zda a jak budou regulovány tzv. nové genové techniky, ke kterým se řadí i CRISPR-Cas9 a CRISPR-Cas3, při šlechtění zemědělských plodin. Buď tyto technologie podrobíme velmi tuhé regulaci a na rozdíl od zbytku světa si prakticky uzavřeme cestu k jejich využívání, nebo se členské státy dohodnou na rozumnější regulaci, která nechá prostor k jejich rozumnému uplatnění.
léJak dokládá i výzkum týmu Yan Zhangové, vědci věnují bezpečnosti těchto technologií opravdu velkou pozornost a obavy z technologie CRISPR jsou nejen zbytečné, ale i zavádějící.
V řadě případů jsou totiž editací genomu vytvořeny změny, které ani ta nejlepší genetická laboratoř neodliší od změn vznikajících naprosto spontánně v důsledku přirozeně vznikajících mutací. Přísná regulace takových změn dědičné informace možná některým politikům přinese „politické body“ u voličů, kteří slyší na prázdné proklamace. V konečném důsledku je však zcela bezzubá.
Pokud někdo takovou změnu vytvoří v dědičné informaci zemědělské plodiny pomocí editace genomu a zapře to, neexistuje prostředek, jak ho usvědčit ze lži a potrestat za porušení superpřísné evropské legislativy. A není třeba dodávat, že opatření na kontrolu těchto mutací nás budou stát nemalé peníze, pro které bychom zcela jistě našli rozumnější využití.