Ne tako davno doznali smo kako je iz specijaliziranih stanica \u017eivog organizma mogu\u0107e umjetno inducirati njihov povratak u stanje mati\u010dnih stanica. Iz mati\u010dnih je stanica, pak, mogu\u0107 programiran razvoj rezervnih tkiva, organa ili novog organizma, tj. klona. Pritom je spomenuto i kako rezervni organi ne moraju ni slijediti izvornu genetsku uputu originala, ve\u0107 se mogu \u010dak i unaprijediti doradom te upute. Ali na koji na\u010din je mogu\u0107e, u bilo kojoj \u017eivoj stanici na\u0161eg organizma, izmijeniti gensku uputu \u2013 onu istu iz na\u0161e prve stanice?<\/p>\n\n\n\n
Ve\u0107 je obja\u0161njeno kako genska uputa u na\u0161im stanicama nije sasvim stabilna i kako postoje brojni razlozi za\u0161to ona stalno te\u017ei odstupanju od izvornog slijeda. Ipak, ona se s vremenom ipak ne pretvara u potpuno nasumi\u010dan, kaoti\u010dni slijed. Izmjena genskih uputa To treba zahvaliti mehanizmima koji stalno otkrivaju i popravljaju sve mutacije, vra\u0107aju\u0107i genomski zapis u izvorno stanje. Tri takva mehanizma otkrili su \u0161vedsko-britanski znanstvenik Tomas Lindahl, ameri\u010dki biokemi\u010dar Paul Modrich i ameri\u010dko-turski biokemi\u010dar Aziz Sancar, \u0161to im je donijelo Nobelovu nagradu za kemiju 2015. godine. Dakle, slu\u010dajne mutacije i njihov stalni povrat u izvorno stanje jedan su oblik izmjene genske upute.<\/p>\n\n\n\n
No, ako ti mehanizmi ne uspiju korigirati ba\u0161 svaku mutaciju, mo\u017ee li se genska uputa bilo koje \u017eive stanice izmijeniti i namjerno, na na\u010din koji smo zamislili? To je nedavno postalo mogu\u0107e zahvaljuju\u0107i velikom prodoru koji \u0107e francuskoj znanstvenici Emmanuelle Charpentier sa Sveu\u010dili\u0161ta Umea u \u0160vedskoj i ameri\u010dkoj biokemi\u010darki Jennifer Doudna s Kalifornijskog sveu\u010dili\u0161ta u Berkeleyu, a mo\u017eda i jo\u0161 ponekom pioniru ovoga podru\u010dja s vremenom donijeti Nobelovu nagradu. Ovaj je neo\u010dekivani prodor toliko zna\u010dajan za biomedicinu da bi trebao postati dijelom op\u0107e kulture u 21. stolje\u0107u. Kako to \u010desto biva s doista velikim otkri\u0107ima, Charpentier i Doudna bavile su se prili\u010dno neobi\u010dnim podru\u010djem istra\u017eivanja, koje je rijetko koga zanimalo. Iako svi imamo razloga strahovati od bakterija i virusa koji uzrokuju zarazne bolesti u ljudi, malo tko se brine \u0161to i same bakterije zaziru od napada virusa. Naime, bakterije su jednostani\u010dni organizmi i njihove stanice imaju, uz neke razlike, mnoga obilje\u017eja nalik ljudskim stanicama: stani\u010dnu membranu, citoplazmu i genetsku uputu. Virusi su, me\u0111utim, puno jednostavniji: oni imaju samo nukleinsku kiselinu ovijenu proteinskom ovojnicom, tzv. kapsidom. Da bi se razmno\u017eavao, virus se mora zate\u0107i na membrani neke stanice i zatim iz proteinske ovojnice u stanicu ubaciti svoju DNK ili RNK molekulu.<\/p>\n\n\n\n
Ve\u0107 smo nau\u010dili kako ta molekula \u201chakira\u201d izvornu gensku uputu stanice: pronalazi na\u010din da se umetne u nju. Zatim koristi stani\u010dne mehanizme, poti\u010du\u0107i napadnutu stanicu na stvaranje novih virusa. Stanici to, me\u0111utim, ne odgovara \u2013 ni ljudskoj, a ni bakterijskoj. Charpentier i Doudna otkrile su kako bakterijske stanice, za razliku od ljudskih, imaju razvijen mehanizam obrane protiv tih umetaka virusnih gena u svoj vlastiti genom. Sustav nazvan CRISPR-Cas9 skra\u0107enica je koja ozna\u010dava nakupinu regularno razmaknutih, kratkih palindromnih ponavljaju\u0107ih sljedova u genomu i enzim kaspazu-9. Tim sustavom bakterija provjerava ima li u svom genomu umetke virusne DNK ili RNK. Prona\u0111ene umetke precizno izrezuje i odbacuje, kako bi o\u010duvala integritet svoje vlastite upute. Ubrzo je znanstvenicama postalo jasno da bi se ovaj sustav mogao primijeniti za precizno \u201cizrezivanje\u201d bilo kojeg dijela genoma bilo koje \u017eive stanice. Mogu\u0107e je i \u201cubacivanje\u201d druga\u010dijeg slijeda te izmjena slijeda na to\u010dno odre\u0111enim mjestima po \u017eelji. Ljudski \u201ckompjutor\u201d U idu\u0107ih nekoliko godina CRISPR-Cas9 metodu po\u010dele su koristiti tisu\u0107e laboratorija diljem svijeta.<\/p>\n\n\n\n
Kad je zavr\u0161en projekt ljudskog genoma, prvi smo put ugledali svoj vlastiti biolo\u0161ki kod. Bili smo tada nalik koloniji robota, zaboravljenih na ovom planetu, koji su smislili kako sklepati printer i ispisati vlastiti ra\u010dunalni program. Svoj program jo\u0161 uvijek ne razumijemo, tek smo po\u010deli naslu\u0107ivati poneka pravila. Me\u0111utim, samo nekoliko godina nakon \u0161to smo svoj genom uspje\u0161no o\u010ditali, u CRISPR-Cas9 sustavu stekli smo nov alat, koji omogu\u0107uje potpunu izmjenu genomskog zapisa. Ali tko bi razuman \u017eelio mijenjati svoj vlastiti k\u00f4d, koji je na nevjerojatno precizan na\u010din odredio cjelokupan rast i razvoj cijelog bi\u0107a, prije no \u0161to u cijelosti shvati \u0161to taj k\u00f4d to\u010dno zna\u010di i kako funkcionira? Jednom kada to polako shvatimo, mogu\u0107nosti popravljanja i unapre\u0111enja postoje\u0107ih genoma, kao i dizajna sasvim novih oblika \u017eivota postat \u0107e doista nepregledne. Najva\u017enije od svega, nakupljanje mutacija u na\u0161im genomima tijekom vremena trebalo bi se mo\u0107i ispravljati ovom metodom te tako sprije\u010diti starenje, a time nadvladati i drugu od tri velike spomenute prepreke na putu prema vrlo zna\u010dajnom produljenju ljudskog \u017eivota.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Iz mati\u010dnih je stanica mogu\u0107 programiran razvoj rezervnih tkiva, organa ili novog organizma, tj. klona.<\/p>\n","protected":false},"author":10022,"featured_media":21048069,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_lmt_disableupdate":"","_lmt_disable":"","footnotes":""},"categories":[16343,16326],"tags":[17745,20388],"class_list":["post-21048068","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-bakterije-i-virusi","category-biologija","tag-bakterije","tag-virusi"],"modified_by":null,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21048068","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/users\/10022"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=21048068"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21048068\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/media\/21048069"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=21048068"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=21048068"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=21048068"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}