3. april 2020

Forskningsgennembrud: Mennesker var ikke de første, der udnyttede CRISPR til egne formål

CRISPR

Vi mennesker er langt fra de første til at udnytte CRISPR. Det viser banebrydende forskning fra Københavns Universitet, som er med til at redefinere, hvad CRISPR faktisk er. Forskerne har nemlig opdaget, at primitive parasitter bruger CRISPR som krigsvåben mod hinanden. Opdagelsen åbner op for muligheden for, at CRISPR kan programmeres til også at blive et våben imod multiresistente bakterier.

Mikrobiolog og Ph.d. Rafael Pinilla-Redondo (credit: Rafael Pinilla-Redondo)

De seneste år har opfindelsen af CRISPR-metoden og navnlig gensaksen gået sin sejrsgang i verden. Og vi har lovprist videnskaben for at have lært at udnytte et smart system fra naturen i bl.a. biotek og medicinalindustrien.

Men ny overraskende forskning fra Københavns Universitet viser, at vi slet ikke var de første, der formåede at anvende CRISPR-teknik til egne formål. Primitive bakterielle parasitter har nemlig gjort det i millioner af år.

Forskerne har undersøgt det mest ubeskrevne og gådefulde af de seks CRISPR-Cas-systemer, der findes i naturen, nemlig CRISPR-Cas type IV. Og her har de fundet nogle helt anderledes egenskaber end i de øvrige systemer.

Ændrer definitionen af CRISPR

”Man har hidtil troet, at CRISPR-Cas per definition er forsvarssystemer, som bakterier bruger til at beskytte sig mod invaderende parasitter såsom virusser med - meget lig vores eget immunforsvar. Men det viser sig nu, at CRISPR faktisk er værktøjer, som kan bruges til forskellige formål af forskellige biologiske enheder,” siger den 28-årige Ph.d. fra Biologisk Institut på KU, Rafael Pinilla-Redondo, som har ledet forskningen.

Og en af de biologiske enheder er plasmider - små DNA-molekyler, der ofte opfører sig som parasitter og ligesom virusser har brug for en værtsbakterie for at overleve.

”Vi har her påvist, at dette CRISPR-Cas-system bruges af plasmider til at føre krig mod andre plasmider, der konkurrerer om det samme hjem. Og det er bemærkelsesværdigt, fordi plasmiderne altså har formået at vende systemet rundt, så det i stedet for at beskytte bakterier mod netop parasitter, bliver udnyttet af parasitter til at udføre en anden opgave,” siger Rafael Pinilla-Redondo og tilføjer:

”Det er lidt det samme, som når fugle konkurrerer om den bedste redeplads i et træ, eller når eremitkrebs slås om retten til et sneglehus,” siger Rafael Pinilla-Redondo.

”Det gør en ydmyg”

Dermed gør opdagelsen op med den hidtidige definition af CRISPR-Cas som kun havende ét formål i naturen, nemlig at fungere som immunforsvar hos bakterier. Men opdagelsen sætter også videnskaben i perspektiv, lyder det fra Rafael Pinilla-Redondo:

”Vi mennesker er først for nyligt begyndt at udnytte CRISPR-Cas-systemerne i naturen, men nu viser det sig altså, at vi slet ikke var de første. De her meget ”primitive parasitter” har udnyttet systemerne millioner af år før, vi mennesker overhovedet blev skabt. Det gør en ydmyg, når man indser dette.”

Hvad kan vi bruge det til?

Forskerne vurderer, at den nye opdagelse er oplagt at bruge til at bekæmpe en af de største trusler mod menneskeheden, nemlig multirestistente bakterier, som slår hundredtusinder af mennesker ihjel hvert år.

Når bakterier er blevet antibiotika-resistente, er det fordi de deler gener, som gør bakterierne resistente. Det sker for det meste ved, at netop plasmider transporterer disse gener fra bakterie til bakterie.

”I og med dette system tilsyneladende har udviklet sig til specifikt at at angribe plasmider, kan vi formentlig bruge denne metode fra naturen til at skille os af med plasmider, som bærer på resistensgener. For vi kan rent faktisk programmere dem til at angribe, hvad vi ønsker,” siger Rafael Pinilla-Redondo.