BIOTEKNOLOGI n systemet, at det fungerer i et utal af organismer. Dette er blandt andet bakterier som Escherichia coli, gær, svampe, planter, dyr - ja selv i menneskeceller [6]. Dette betyder altså, at systemet er universelt - ligesom DNA er. På Center for Biosustainability (CFB) på Danmarks Tekniske Universitet bruger vi dagligt CRISPR-Cas9 til at designe og optimere cellefabrikker. ”Cellefabrikker” er celler fra forskellige organismer, der bruges som arbejdsheste til at producere forskellige værdifulde stoffer, som f.eks. medicin, brændstoffer eller kemikalier i industriel skala. Ved at udnytte cellefabrikker kan man producere store mængder af stoffer som måske naturligt kun forekommer i små mængder i den oprindelige organisme, under ekstreme eller ikke-miljøvenlige forhold. Klassiske eksempler på sådanne stoffer er artemisinin og lycopen, som henholdsvis er et anti-malaria medikament og en vigtig antioxidant, der begge oprindeligt er produceret i langsomtgroende planter i begrænsede mængder [7]. Et klip i DNA’et kan give en produktiv cellefabrik Det genetiske arvemateriale for alle organismer består af ufattelig mange gener, der koder for proteiner. Disse proteiner kan være enzymer, der kan omdanne ét stof til et andet. For at kunne producere stoffer i cellefabrikker, som ikke naturligt kodes for i en organismes genetiske arvemateriale, må man ”tilføje” nye enzymer, redigere eller fjerne de alleredeeksisterende. Dette kræver molekylære værktøjer, som kan modificere de gener, der koder for enzymerne. Værktøjer til at udføre genetisk redigering har eksisteret længe, men det som gør CRISPR-Cas9-systemet så enestående til dette formål, er, at genetisk redigering kan gøres med meget stor præcision og er billigt. Der er ikke behov for dyre maskiner, og teknologien er tilgængelig for alle forskere - da CRISPR-Cas9-komponenterne kan bestilles på internettet. CRISPR-Cas9-systemet klipper ved en bestemt kort DNAsekvens, styret af en guidesekvens. Et klip i vores genetiske arvemateriale - DNA’et - forårsaget af CRISPR-Cas9 kan være fatalt for de fleste organismer. Men hvordan udnyttes systemet så til at kunne ændre det genetiske materiale? Dette afhænger af måden, som cellen reparerer skaden i DNA’et på. Der findes forskellige måder at reparere skaden, hvor den mest velkendte involverer brugen af et DNA-erstatningsstykke, som passer ind i den position, hvor klippet er sket [8]. Gær er en eukaryot (organisme med en cellekerne) og mester til at bruge stykker af erstatnings-DNA til at fikse et klip. Hermed kan vi indsætte en ny DNA-sekvens eller fjerne en sekvens i den position, hvor klippet er sket, figur 2a, side 16. Med CRISPR-Cas9 kan vi derfor ”klippe og klistre” de gener, vi gerne vil have ind og ud af organismens DNA - vi kan lave genetisk redigering. Anvendelsen af CRISPR-Cas9-systemet til genetisk redigering er dog lidt anderledes i de fleste bakterier, som ofte ikke er gode til at reparere deres DNA - de dør af et klip i det genetiske materiale [9]. Dette skyldes blandt andet, at bakterier er prokaryoter (uden cellekerne) og mindre komplekse. Vi kombinerer derfor andre metoder med CRISPR-Cas9 for at kunne lave genetisk redigering i bakterier, hvor CRISPR-Cas9 bruges til at fjerne de celler, som ikke har fået ændret deres genetiske materiale, figur 2b, side 16. På denne måde kan vi Redefining peristaltic pump technology for single-use downstream bioprocessing Flow linearity to 20 L/min at 3 bar Trace pulsation of ± 0.12 bar Ultra-low shear Single-use technology with class-leading validation t wmftg.com/Quantum +45 4394 0065 dansk kemi, 98, nr. 8, 2017 15
Del
Download PDF fil
Se arkivet med udgivelser af Dansk Kemi her
TechMedias mange andre fagblade kan læses her
