Bakterier er ikke så 'dumme', at de kun bruger et eneste protein til at forsvare sig mod angribende virus. Den logik har amerikanske forskere fulgt i jagten på nye proteiner, der kan forbedre det opsigtsvækkende værktøj til genredigering kaldet CRISPR/Cas9.
Og forskerne fandt, hvad de ledte efter.
I en forskningsartikel i tidsskriftet Cell har de netop præsenteret et nyt protein, Cpf1, der er mindre og mere præcist end Cas9. Proteinet kan nemmere skydes ind i menneskeceller og klipper mere præcist, når forskerne fjerner eller tilføjer dna-sekvenser. Og alt tyder på, at Cpf1 blot er det første af adskillige med endnu bedre egenskaber.
»Vi har kun set toppen af isbjerget,« lyder det fra mikrobiolog og medforfatter John van der Oost i tidsskriftet Wired, hvis budskab er blevet et ekko blandt andre forsker, der i internationale medier har kommenteret på det nye fund.
Opdagelsen kommer på et tidspunkt, hvor universiteter slås om patent-rettighederne til CRISPR/Cas9-teknologien. Men hvis man bare kan udskifte Cas9 med Cpf1 eller et andet protein, så begynder patent-kampen at virke lidt fjollet. Eller som jura-professor Jacob Sherkow fra New York Law School udtrykker det:
»Det dæmper spændingen omkring, hvem der vinder patentkrigen.«
CRISPR-teknologien bunder i den opdagelse, at små brudstykker af dna-sekvenser ligger vævet ind i bakteriers dna-strenge. De små sekvenser har fået navnet CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) og viste sig at være små koder fra virus, der havde angrebet bakterien og var blevet fjernet. CRISPR-stykkerne var så at sige bakteriens forbyderkatalog, der gjorde det muligt for bakterien at identificere kendte trusler.
Når bakterien opdager en virus, så skaber den RNA-strenge med koden (CRISPR-sekvensen) fra forbryderkataloget. I samspil med et protein, f.eks. Cas9, klipper den virus-dna’et i stykker. Bakteriernes metode er blevet brugt af forskere i 2012 til f.eks. at indsprøjte RNA-strenge med koder for uønskede ting, eksempelvis en arvelig sygdom, ind i menneskeceller, hvorefter Cas9-proteinet klippede præcis den sekvens ud af det menneskelige dna.
Men Cas9 er en lidt dårlig saks. For det første er den så stor, at det er svært at få den ind i menneskeceller. Den kræver også to RNA-strenge for at klippe i dna'et. Og når Cas9 klipper, så efterlader proteinet begge ender af den afskårne dna-sekvens med to lige store ubrugelige stumpe ender. Det gør det svært for forskerne at styre, i hvilken ende en ny sekvens skal vedhæftes. Når enderne skal gro sammen, er der også risiko for fejl og mutationer, skriver Nature News.
Cpf1 er derimod et mindre protein, og når det klipper i dna, så efterlader proteinet én lang ende og én 'klæbende' ende. Den klæbende ende vil kun koble sig sammen med en anden klæbende ende.
»Det gør tilføjelsen af en sekvens meget nemmere at kontrollere,« siger ledende forsker Feng Zhang fra Broad Institute i Cambrigde, Massachusetts, til Nature News.
Opdagelsen af Cpf blev ikke gjort ved at dykke ned i levende bakterier, men ved at dykke ned i en database. Zhang og hans team var udmærket klar over, at virus er under konstant forandring for at finde huller i bakteriernes forsvar, som derfor også udvikler sig hele tiden.
Derfor ledte forskerne efter proteiner i en database over dna-koderne fra 16 forskellige bakterier. Forskerne fandt to proteiner, der kan skære i humant dna, men de er overbevist om, at det myldrer med alternativer:
»Jeg vil ikke engang begynde at tælle, hvor mange der kunne være derude. Der er en kæmpe diversitet, som vi videnskabsfolk bør gå ud og udforske,« siger Feng Zhang til The Economists.
Imens CRISPR-teknologien udvikler sig, så sidder interesserede firmaer som GMO-virksomheden Monsanto stadig på tilskuerpladserne og venter spændt på, at forskerne får styr på patentrettighederne, før de tør bruge og tjene penge på teknologiens muligheder.
Hverken patentdiskussionen eller diskussionen om de etiske aspekter ved f.eks. redigering af kønsceller ser dog ud til at stilne af. Tværtimod.
