Inżynieria genetyczna jest dziedziną biotechnologii umożliwiającą modyfikację materiału genetycznego organizmów w celu uzyskania pożądanych cech. Rozwój metod inżynierii genetycznej w ciągu ostatnich dziesięcioleci doprowadził do prawdziwej rewolucji w medycynie, rolnictwie i bioinżynierii. Szczególne miejsce w tej dziedzinie zajmuje technologia CRISPR-Cas9, która ze względu na swoją dokładność, dostępność i wydajność stała się prawdziwym przełomem w edycji genomu. Jednak wraz z ogromnymi możliwościami ludzkość staje także przed poważnymi pytaniami etycznymi, które wymagają głębokiej dyskusji.
Reklama
Czym jest inżynieria genetyczna?
Inżynieria genetyczna to zbiór technologii umożliwiających naukowcom wprowadzanie, usuwanie lub modyfikowanie genów w DNA organizmu. Zmiany te mogą dotyczyć bakterii, roślin, zwierząt, a nawet ludzi. Inżynieria genetyczna pozwoliła na wyhodowanie roślin o większej odporności na szkodniki i choroby, poprawę wartości odżywczej żywności i opracowanie nowych metod leczenia chorób.
Jednym z kluczowych etapów rozwoju inżynierii genetycznej było odkrycie technologii CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) i białka Cas9, enzymu, który potrafi „wycinać” fragmenty DNA we właściwym miejscu.
Jak działa CRISPR-Cas9?
CRISPR-Cas9 to system zapożyczony z bakteryjnej obrony immunologicznej. W naturze bakterie wykorzystują ten mechanizm do ochrony przed wirusami poprzez „zapamiętywanie” swojego materiału genetycznego, a następnie niszczenie go w przypadku ponownego zakażenia.
W laboratorium naukowcy nauczyli się używać CRISPR-Cas9 jako narzędzia do precyzyjnej edycji genomu. System składa się z dwóch głównych komponentów:
Przewodnik RNA, który kieruje enzym Cas9 do określonego miejsca DNA.
Enzym Cas9, który tnie DNA w wybranym miejscu.
Po przecięciu komórki samodzielnie naprawiają swoje DNA, a proces ten można ukierunkować na wprowadzenie nowych sekwencji genetycznych lub usunięcie niepożądanych.
Możliwości inżynierii genetycznej z wykorzystaniem CRISPR
Medycyna i leczenie chorób genetycznych. Technologia CRISPR otwiera perspektywy korygowania mutacji genetycznych powodujących choroby dziedziczne, takie jak mukowiscydoza, niedokrwistość sierpowatokrwinkowa i inne. Trwają już badania kliniczne nad terapiami opartymi na CRISPR mającymi na celu leczenie niektórych form raka i infekcji wirusowych.
Agrobiotechnologia. Inżynieria genetyczna jest wykorzystywana w celu tworzenia odmian roślin odpornych na suszę, szkodniki i choroby, co jest szczególnie ważne w kontekście zmian klimatycznych i rosnącego zapotrzebowania na żywność. Dzięki CRISPR można szybciej i dokładniej wprowadzać zmiany w genomie roślin uprawnych, pomijając długotrwałe etapy tradycyjnej selekcji hodowlanej.
