Krydret tomater,

På det sidste, der har været en masse sus om myg; specifikt, den gensplejsede sort. Den her sommer, et team af forskere fra University of California, Santa Barbara og University of Washington var banebrydende for en metode til at rode med mygesyn, gør det meget svært for dem at finde menneskelige mål.

Hvordan opnåede de sådan en bedrift? Brug af et genteknisk værktøj kendt som CRISPR.

"CRISPR var oprindeligt en måde, hvorpå bakterier udviklede sig til at bekæmpe vira, "siger Raphael Ferreira, en genomisk ingeniør ved Harvard Medical School. Ofte sammenlignet med et par "molekylær saks, "CRISPR bruger specialiserede proteiner kaldet Cas - forkortelse for CRISPR-associerede enzymer at klippe DNA- eller RNA -tråde med en præcis, forprogrammeret placering. Derefter, systemet kan indsætte eller fjerne det ønskede gen på dette sted, og bratsj :genredigeret organisme.

CRISPR åbner en verden af ​​muligheder, herunder mange - såsom blændende myg - inden for menneskers sundhed. Men det er ikke alt det bliver brugt til. "Vi har så mange varianter af den teknologi, det har givet os mulighed for at udføre enhver form for genteknologi, ”siger Ferreira.

Her er nogle af de vildeste måder, forskere anvender CRISPR inde i (og muligvis uden for) laboratoriet.

1. Dyrkning af krydrede tomater og koffeinfri kaffebønner

Forestil dig at bide i en vinmodnet tomat. Hvilke smagsoplevelser kommer til at tænke på? Sød? Surt, måske lidt salte? Hvad med krydret?

Tak til et internationalt team af genetikere, det kan være den ydmyge tomats fremtidige smagsprofil. Forskere i Brasilien og Irland har foreslået CRISPR et middel til at aktivere sovende capsaicinoid -gener i tomatplanter, den samme genetiske sekvens, der giver chilis deres spark. Udover at skabe den perfekte blodige Mary, planterne lover et økonomisk alternativ til traditionel peberfrugt, som er notorisk vanskelige at dyrke.

CRISPR kan også tilbyde et boost til din daglige morgenmad - eller tage boostet væk. Det britiske firma Tropic Biosciences udvikler i øjeblikket en kaffebønne, der er udviklet til at dyrke koffeinfri. Det er en stor ting, fordi dagens kaffebønner skal være kemisk koffeinfri, normalt ved at lægge dem i blød i ethylacetat eller methylenchlorid (også en ingrediens i malingsfjerner). Dette hårde kemiske bad fjerner både bønnernes koffein og meget af deres smag. CRISPR-kaffe lover en rystelsesfri kop Joe, med al den stegte godhed ved fuld-caf.

2. At lave No-Hangover Wine

Hvis du nogensinde har ønsket, at du kunne have en nat ude i byen uden at lide en tømmermænd tømmermænd den næste morgen, du kan være heldig. Et team af forskere ved University of Illinois har brugt deres genetiske saks til at øge sundhedsmæssige fordele ved en gærstamme, der bruges til at fermentere vin-og de har fjernet de gener, der er ansvarlige for hovedpine næste dag.

Saccharomyces cerevisiae , den pågældende gær, er en polyploid organisme, hvilket betyder, at det har mange kopier af hvert gen (i modsætning til de sædvanlige to). Denne funktion gør gæren meget tilpasningsdygtig og ekstremt vanskelig at genetisk manipulere ved hjælp af ældre metoder, som kun kunne målrette mod en kopi af et gen ad gangen.

Men CRISPR giver genetiske ingeniører mulighed for at skære på tværs af hver enkelt version af et gen på én gang. Sammenlignet med ældre teknologier, "kompleksiteten i, hvad du kan gøre med CRISPR er langt ud over, "siger Ferreira, "Det handler om effektivitet."

Brug den, Illinois-teamet var i stand til at øge mængden af ​​hjertesund resveratrol i deres vin, mens du efterlader tømmermænd på skærerumsgulvet.

3. Alle Bull, Ingen kamp

Når det kommer til kvægbrug, horn er normalt en no-go. På en fuldvoksen tyr, de udgør fare for landmanden, det andet kvæg, og lejlighedsvis til selve dyret.

Traditionelt set gård-opdrættet kvæg dehornes ved at udslette de hornproducerende celler på dyrets pande, placeret på to benede fremspring kaldet hornknopper. Knopperne ødelægges på en af ​​flere forskellige smertefulde måder:med gode gammeldags knive, eller ved at anvende varme strygejern, elektricitet, eller ætsende stoffer som natriumhydroxid. Denne praksis kan nogle gange føre til ansigtsskændelse eller øjenskade. Men CRISPR tilbyder måske bare et mere etisk alternativ.

Ved hjælp af CRISPR, forskere har konstrueret et gen for hornløshed hos kvæg, effektivt eliminerer behovet for hornfjerningsprocedurer hos disse dyr. Endnu mere interessant, nogle af disse genredigerede tyre har været i stand til at videregive egenskaben til deres afkom-hvilket er afgørende for at holde trækket i befolkningscirkulationen. I videnskabelige kredse, dette er blevet set som en potentielt stor succeshistorie:så meget, at genetikeren Alison L. Van Eenennaam fra University of California, Davis skrev et essay i Nature om det, kalder hornfjerning "en dyrevelfærdsproblem med høj prioritet" og går ind for fortsat forskning.

Historisk set offentligheden har haft mindre entusiasme for genspecificerede afgrøder og husdyr, selvom nyere forskning tyder på, at disse holdninger kan ændre sig. Men hvad nu hvis CRISPR blev brugt til noget lidt mindre "Charlottes web" og lidt mere "Jurassic Park"?

4. Genopstandelse af tabte arter

Den måske mest udbredte anvendelse af CRISPR i øjeblikket er dens potentiale for at bringe hele arter tilbage fra de døde. Og lige nu, der er alvorlig tale om at genoplive en bestemt art:passageduen.

Passageduer plejede at rove skovene i Nordamerika i flokke, der er hundredvis af millioner stærke, mørkner himlen og tordner gennem underhistorien i det, som bevaringsfælle Aldo Leopold beskrev som "en fjervormet storm". Imidlertid, der begyndte at ændre sig i det 18. og 19. århundrede, som europæiske kolonister strålede ud over kontinentet.

Udover at være allestedsnærværende, passagerduer havde den uheldige kvalitet at være lækre. De blev jaget en masse af sultne euro-amerikanere, både til mad og sport. Dette ville sandsynligvis ikke have været så ødelæggende for fuglenes samlede bestand, bortset fra at mennesker samtidig ødelagde meget af deres redepladser. Denne brutale kombination drev arten i kraftig tilbagegang i begyndelsen af ​​det 20. århundrede. Den sidste kendte passagedue, en fugl ved navn Martha, døde i fangenskab i 1914.

Nu, forskere søger CRISPR som en måde at bringe disse ikoniske fugle tilbage. California-baserede bioteknologiske organisation Revive &Restore har et dedikeret Passenger Pigeon Project, som har til formål at genetablere arten ved at ændre genomet for den nært beslægtede båndhale due. Hvis det lykkes, gruppen siger, de kunne bruge denne tilgang til at genoplive alle former for uddøde eller kritisk truede skabninger, fra den sortfodede ilder til den uldne mammut. Uanset om de bør er, selvfølgelig, stadig et spørgsmål om en vis debat, men der er ingen tvivl om, at CRISPR har muliggjort science fiction.

I 2020, Emmanuelle Charpentier og Jennifer Doudna blev tildelt Nobelprisen i kemi for banebrydende CRISPR -teknologi, hvilket gør dem til den sjette og syvende kvinde, der nogensinde har modtaget prisen.