CRISPR-Cas is een techniek waarmee snel en simpel genen zijn te bewerken. De techniek heeft een enorme vlucht genomen. De vraag wordt nu wat we met de techniek willen.
De ontwikkeling van CRISPR-Cas vindt zijn oorsprong in verwondering van microbiologen over stukjes repeterend erfelijk materiaal in micro-organismen. Ook de Wageningse groep van John van der Oost ontdekte dit soort unieke DNA-fragmenten. In 2005 suggereren Franse en Spaanse collega’s dat dit een afweersysteem van bacteriën tegen virussen is. Kort daarna wordt dit in Amerika aangetoond. Van der Oost en collega’s slagen er in 2008 als eersten in om belangrijke details van het werkingsmechanisme van het vernuftige afweersysteem van de E. colibacterie op te helderen.
Eiwitschaar, een natuurlijk afweersysteem
De DNA-schaar die ze ontdekken is een prachtig voorbeeld van een ingenieus natuurlijk afweersysteem. Het beveiligingsmechanisme van E. coli blijkt het DNA te kunnen herkennen van een virus dat de bacteriecel infecteert, en vervolgens onschadelijk te maken door het kapot te knippen. CRIPSR-Cas noemen ze het knipmechanisme.
Lees alles over de ontdekking, ontwikkelingen en toepassingen in onze longread Snel en simpel genen repareren (9 min.)
Dit werk van de Wageningse groep inspireert andere onderzoekers tot verkenning van het mechanisme van andere varianten van het CRISPR-Cas systeem. Het leidt tot een klasse van eenvoudige scharen – CRISPR-Cas9 – die uiteenlopende organismen blijken aan te kunnen passen; van micro-organismen en planten tot dieren en mensen. Naast een gen uitschakelen is het met dit gereedschap inmiddels ook mogelijk om een gen aan te passen, te repareren of te introduceren.
In 2015 ontrafelt Van der Oost, hoogleraar Bacteriële Genetica aan Wageningen University & Research, een tweede bacterieel afweersysteem waardoor de genetische gereedschapskist verder uitbreidt: CRISPR-Cpf1. Ook wordt de techniek door wereldwijd onderzoek steeds verfijnder.
CRISPR-Cas
De mogelijkheden van de technieken lijken vooralsnog schier eindeloos:
- In planten: van aanpassingen die er toe leiden dat een plant resistent wordt tegen verwoestende en nu nog lastig te bestrijden ziekten tot een lagere of hogere productie van bepaalde stoffen en bijvoorbeeld champignons die niet meer bruin worden.
- In dieren: van het genetisch veranderen van varkens zodat ze organen hebben die geschikter zijn om naar mensen te transplanteren, tot het meegeven van eigenschappen aan dieren die ze resistent maakt tegen bepaalde ziektes, die voorkomt dat ze ziektes als malaria en Zika overbrengen, of die de dieren sneller doet groeien.
- In mensen: Van het aanpassen van menselijke embryo’s tot het ontwikkelen van gentherapie voor mensen met erfelijke aandoeningen als Duchenne en taaislijmziekte.
“Het wordt tijd om af te bakenen wat we wel en niet met CRISPR-Cas willen”
Dilemma’s omtrent gentechnologie
De vraag is wel of je alles wat kan en in de toekomst misschien nog mogelijk wordt, ook moet willen. Embryo’s genetisch veranderen en dan in de baarmoeder plaatsen mag nu nog niet. Maar mocht dat veranderen en je gaat op dat niveau ingrijpen, dan moet je wel kunnen garanderen dat dit foutloos gaat, schetst Van der Oost een van de bedenkingen. ‘De CRISPR-technieken zijn nog volop in ontwikkeling, maar het wordt wel tijd om af te bakenen wat we met de technieken willen, en vooral ook wat niet.’ Wel toepassen om bijvoorbeeld genetische ziekten bij mensen te herstellen, milieuverontreiniging te verminderen en voedselzekerheid te verbeteren. En, zeker bij mensen, alleen als ingrijpen in het DNA heel nauwkeurig verloopt, en dus geen ongewenste schade elders in het DNA oplevert.
Wat vindt u? Welke grenzen zijn er aan het ingrijpen in DNA?
Reageer hieronder of stel uw vraag aan de onderzoeker.
Volg het symposium CRISPR-Cas
Op 8 maart gaan bij het symposium CRISPR-Cas – from evolution to revolution in Wageningen vier sprekers – waaronder Van der Oost – in op verschillende aspecten van CRISPR-Cas: de evolutie, het mechanisme, gentherapie en de ethiek. De bijeenkomst is bedoeld voor een breed publiek, en is gratis te volgen via internet (alleen live). In aanvulling daarop is er van 12 tot en met 14 maart de wetenschapsweek What is Life?, ook in het kader van de viering van 100 jaar Wageningen University & Research als academische instelling.
Verder lezen
- WUR-dossier over CRISPR-Cas
- Longread Snel en simpel genen repareren
- Artikel Resource: Deze zomer meer duidelijkheid verwacht over toelating CRISPR
- Factsheet: Nieuwe technieken in de plantenveredeling bieden kansen
- ‘Om aan de uitdagingen van duurzame productie van gezonde voeding te voldoen, is een breed scala aan veredelingsmethoden nodig’, schrijft Bert Lotz, onderzoeker WUR
- Een Wagenings studententeam won de Topsector Chemie Studentencompetitie met CRISPR CLEAR, een sensor die genetisch gemanipuleerde biologische wapens op kan sporen
- Engelse versie van deze blog: Potential applications of CRISPR-Cas