Genoma mozteko guraizeak

Aurkitu zutenean oihartzun handia izan zuen, eta zientzian azken hamarkadan egin diren aurkikuntza nagusietako bat izan da. Oihartzun hura apaldu da komunikabideetan, harik eta teknika sortu zutenei Kimikako Nobel saria eman dieten arte: Jennifer A. Doudnari eta Emmanuel Charpentierri. Edizio genetikorako CRISPR teknika da, prozedura bat modua ematen duena genomei zatiak mozteko eta gehitzeko, genomak berridazteko. Aurretik zeuden prozedurak baino azkarragoa, merkeagoa, errazagoa eta eraginkorragoa da. Guraize genetikoak deitu izan diete, edota genetikan moztu eta itsatsi egiteko bidea, Control+X eta Control+V genetikoa.

ZER ESAN NAHI DU CRISPR LABURTZAPENAK?

Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (Errepikapen Palindromiko Labur Elkartuak eta Erregularki Tartekatuak). Bakterio batzuetan aurkitutako DNA (azido desoxirribonukleiko) sekuentzia batzuei emandako izena da. Errepikapenak dira, eta palindromikoak, hau da, DNA sekuentzia horien baseen (A, C, G eta T) konbinazioak berdin irakurtzen dira ezkerretik eskuinera zein eskuinetik ezkerrera. Aurkitu zuten errepikatutako sekuentzia horien ondoan birusen DNA zati batzuk zeudela, eta baita cas deitutako entzima batzuenak ere.

ZERTARAKO DIRA?

Birusek bakterioei erasotzen dietenean, bakterioek birus horien DNA zati batzuk txertatzen dituzte beren genoman, etorkizunean berriro erasotzen badiete birusa identifikatzeko eta aurre egiteko. Nola? Cas entzimen bidez birusaren DNA kateak moztuz eta, ondorioz, indargabetuz.

ZERGATIK DA HAIN GARRANTZITSUA?

Bakterioen jokabidea edizio genetikorako tresna bihurtu da: CRISPR. Teknika horixe baliatzen dute laborategian izaki bizidunen zeluletako DNA sekuentziak editatzeko: moztu, itsatsi...

NOLA EGITEN DA?

Bi elementu behar dira: alde batetik, gidari bat, RNA zati bat, DNA non moztu behar den esango duena; bestetik, DNA katea moztuko duen tresna bat; kasu honetan, entzima bat. Normalean, Cas9 entzima erabili izan da, eta teknikari buruz hitz egitean CRISPR-Cas9 aipatzen da gehienetan, baina ez da erabiltzen den bakarra.

ZER EGIN DAITEKE?

DNA katearen zati bat kendu, haren ordez beste bat jarri, gene bat indargabetu... DNAren alfabetoa nahieran idatz daitekeela esan daiteke, hizkiak —adenina, guanina, timina eta zitosuna baseak— nahi bezala editatuz.

TEKNIKA IRAULTZAILEA AL DA?

Iraia Garcia Santisteban EHUko Genetika Departamenduko irakasle eta Biocruceseko ikertzaileak uste du iraultza izan dela. «Genetikan ari garenokbetidanik editatu ditugu zelulak, baina CRISPRek asko erraztu eta merkatu du zelulak editatzeko prozesu osoa. Hori da abantaila nagusia. Modu sinplean eta merkean mundu guztiak editatu ditzake zelulak».

CRISPRekin edizio genetikoan egin daitezkeen gauzetako asko lehen ere egin zitezkeen. Baina askoz ere motelagoak ziren, eta garestiagoak, korapilatsuagoak... Eta CRISPR eraginkorragoa da. Edizio genetikoa demokratizatu egin dutela diote aditu askok. Ikertzaile askoren esku jarri du lehen gutxi batzuen esku zeuden aukerak. Eta, era berean, lehen denboragatik edo diruagatik uko egindako bideak urratzeko aukera ere ekarri du. «Gauza pila bat egin daitezke, zehaztasun handiz», gehitu du Garcia Santistebanek.

IRAULTZA EKARRI AL DU?

Prozeduran bai. Haren bitartez lortutako emaitzetan, oraingoz, ez hainbeste. Halako aurkikuntza garrantzitsuak egiten direnean, ohikoa izaten da berez luzera begirako emaitzak izan daitezkeenak herritarrei epe motzeko gisa aurkeztea.

BADITU HUTSUNEAK?

Bai, jakina. Sarritan DNA sekuentziaren batean aldaketa bat egitean nahi gabeko beste aldaketa batzuk egiten dira DNA katearen beste leku batzuetan, mutazioak, off target deituak. Beste teknika batzuk baino zehatzagoa da, baina ez guztiz zehatza.

Hala ere, CRISPRen zehaztasuna hobetzen ari dira. Jatorrizko teknikak DNA sekuentzien bi kateak edo hariak mozten ditu. Gaur egun, ordea, kate bakarra mozten duten teknikak ere garatu dituzte (prime editing, kalitateko edizioa), eta horrek gutxitu egiten du genomaren beste zati batzuetan nahi gabeko mozketak egiteko aukera.

NORK EGIN ZUEN AURKIKUNTZA?

Ez da ikertzaile bakar baten emaitza: Francis Mojicak aurkitu zituen CRISPRak, Santa Polako (Alacant, Herrialde Katalanak) gatzaga batzuetako arkeo mikroorganismoak ikertzen ari zela 1980ko eta 1990eko hamarkadetan;beste ikertzaile batzuek zehaztu zuten CRISPR horien funtzioa; eta Doudnak eta Charpentierrek frogatu zuten genomak editatzeko erabil zitekeela. Haiek argitaratu zuten lehen artikulua, 2012an. Baina Feng Zhang ikertzaileak frogatu zuen bakterioetan bakarrik ez, ugaztunen zeluletan ere erabil zitekeela, 2013an.

IZAN AL DA LISKARRIK HAIEN ARTEAN?

Bai. Jatorrizko teknikaren patentea lortzeko borrokan ari dira, epaitegietan, Doudna eta Charpentier alde batetik, eta Zhang bestetik.

ZERTARAKO ERABILTZEN DA?

CRISPR itxaropen iturria da gaixotasun arraroak dituztenentzako. Gaixotasun horietako asko gen bakar baten alterazioak eragiten ditu, eta, CRISPRen bidez, gen hori alda liteke. Gaixotasun horiek pertsona gutxiri eragiten diete, eta, horregatik, sarri botiken ekoizleek, erakundeek eta osasun sistemek uko egiten diete haiek ikertzeko baliabideak jartzeari.

CRISPRek ikerketa erraztu du, eta bide berriak zabaldu ditu. Esaterako, errazagoa da gene bat indargabetzea eta ondorioak ikustea. «Hori da guk laborategian egiten duguna», azaldu du Garcia Santistebanek. «Badakigu gene batek gaixotasun batean parte hartzen duela, baina ez dakigu zer egiten duen. CRISPRen bidez, gene hori desaktibatzen dugu, eta zelulari zer gertatzen zaion ikusten dugu. Hori da CRISPRen erabilera nagusia, geneak desaktibatzea, errazena delako».

CRISPR erabiltzen ari dira laborategian gaixotasunen eredu berriak sortzeko eta esperimentuak egiteko, intsektuei eta landareei aldaketak eragiteko, txerriei erretrobirusak kentzeko eta haien organoak gizakientzat bateragarriagoak izateko...

ZEINTZUK DIRA MUGAK?

«Irudimena da CRISPRen aplikazioen muga», esan ohi du Lluis Montoliu CSICeko ikertzaileak. Erabilera potentzialez ari da. Praktikan, muga errealak baititu.

Genomak nahierara aldatzeko tresna on bat edukitzeak ez ditu arazoak berez konpontzen. Konpontzen hasteko, gaixotasun horien eta jatorri genetikoa duten besteen oinarriak ezagutu behar dira, eta, oinarriak ezagututa, konpontzeko CRISPR teknika egoki aplikatu.

Gainera, laborategian arrakasta lortuta ere, beste kontu bat da gero hori gizakietara pasatzea eta gizakietan ere arrakasta izatea. Teknika oso ondo menderatzea eskatzen du, nahi gabeko ondoriorik ez eragiteko.

SARS-COV-2 BIRUSARI AURRE EGITEKO BALIATZEN ARI DA?

Horretarako ere erabiltzen ari dira: alde batetik, diagnostikorako, koronabirusa atzemateko; bestetik, hura indargabetzeko. Izan ere, SARS-CoV-2 birusa RNA birusa da, eta CRISPR gai da RNA mozteko eta indargabetzeko.

Diagnostikorako test eraginkorra garatzen ari dira Doudnaren eta Zhangen taldeak. Testen funtsa da koronabirusaren genomaren zati baten osagarria den RNA zati bat sortzea eta zati horri molekula fluoreszente bat gehitzea. Zati horrek birusarenarekin bat egiten duenean, cas entzima (Cas12a, Cas13a...) birusaren RNA mozten hasten da, eta molekula fluoreszentea askatzen du, argia eginez. Testen sentikortasuna eta azkartasuna asko hobetu dituzte, baina oraindik ez dute bakar bat onartu merkaturatzeko.

CRISPR-EK ERAGIN AL DU ARAZO ETIKORIK?

Bai. Edizio genetikorako tresna bat da. Beraz, izaki bizidunen genoma moldatu daiteke. Gizakiena, landareena... Eta, denborarekin, belaunaldiz belaunaldi, aldaketa hori betikotu.

Txinako He Jiankui ikertzaileak enbrioiei aldaketa genetikoak eragiteko erabili zuen, eta hiru urteko kartzela zigorra ezarri zioten.