Dossier CRISPR-Cas

CRISPR-Cas is tegenwoordig dé manier om relatief snel en nauwkeurig veranderingen aan te brengen in welk genoom dan ook. De techniek zorgt voor ongekende, soms alarmerende mogelijkheden. Van modificatie van menselijke embryo’s tot een methode om het DNA van een bestaande populatie aan te passen.

CRISPR is de afkorting van Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats. CRISPR werd voor het eerst beschreven in 1987, maar het is pas sinds 2012 duidelijk dat CRISPR potentie heeft voor het aanpassen van genen.

CRISPR is oorspronkelijk een systeem van bacteriën om zich te verdedigen tegen bacterie-specifieke virussen, ook bacteriofagen genoemd. Zoals de naam doet vermoeden bestaat CRISPR-DNA uit een regelmatig herhaalde sequentie. Tussen deze herhalingen zit DNA dat afkomstig is uit virussen die de bacterie eerder hebben aangevallen. Een stukje verder in het DNA zitten genen die coderen voor Cas-eiwitten (CRISPR Associated). Bij het aflezen van de genen ontstaan CRISPR-RNA (crRNA) en Cas-eiwitten. Het crRNA vormt een complex met de Cas-eiwitten, waarbij het crRNA aan het bijbehorende virus bindt, die vervolgens door het Cas-eiwit wordt stukgeknipt.

Na wat aanpassingen kun je dit systeem gebruiken om genen naar keuze te knippen en daarmee aan te passen of stuk te maken. Dit gaat een stuk sneller dan met oudere technieken, waardoor onderzoek naar de functie van genen nu ook eenvoudiger verloopt.

CRISPR-Cas is ook bruikbaar in de medische wereld, bijvoorbeeld in het ontwikkelen van gentherapie voor mensen met erfelijke aandoeningen als Duchenne en taaislijmziekte. Bovendien kun je dieren met CRISPR-Cas aanpassen. Zo kun je varkens genetisch veranderen zodat ze organen hebben die geschikter zijn voor transplantatie in mensen, of je kunt dieren andere eigenschappen geven, zoals een hogere resistentie tegen bepaalde ziektes of een snellere groei. Ook de mogelijkheden om planten te modificeren met CRISPR-Cas zijn eindeloos.  Door bepaalde aanpassingen te doen kun je bijvoorbeeld zorgen dat de plant resistent is tegen ziektes als meeldauw, of je kunt zorgen dat de plant van bepaalde stoffen minder of juist meer produceert. Met CRISPR-Cas ben je niet afhankelijk van genen die van nature in de plant voorkomen en is een uitgebreid kruisingsprogramma overbodig.

Door deze storm van innovatie worden ethische discussies over het aanpassen van DNA weer actueel. Dankzij een mutatie die zichzelf vermenigvuldigt kun je nu namelijk zelfs de genen in een bestaande populatie aanpassen, bijvoorbeeld van vliegen, met onvoorspelbare ecologische gevolgen. En onderzoekers hebben aangetoond dat CRISPR werkt in menselijke embryo’s, waarmee de designerbaby weer een stap dichterbij komt. Aan de andere kant kan CRISPR-Cas wellicht zorgen voor innovaties op medisch gebied. Een overweging is dus of alles moet kunnen in naam van de wetenschap of voor ontwikkelingen op medisch gebied. Maar CRISPR-Cas is een revolutionaire techniek en het wereldwijde gebruik maakt het lastig om beperkingen op te leggen.

In ons groeiende CRISPR-dossier vind je meer details en uitgebreide informatie over de ontwikkelingen rond CRISPR-Cas.

Met deze Specialismen

Ontdekking geknipt voor de Nobelprijs

woensdag 7 oktober 2020

De Nobelprijs voor de scheikunde gaat - voor velen eindelijk - naar CRISPR-Cas9, het herschrijven van de code van het leven, en wordt gedeeld door Jennifer A. Doudna en Emmanuelle Charpentier.

CRISPR herkent malariaparasieten

maandag 28 september 2020

Met CRISPR kun je een extreem gevoelige instant-malaria-sneltest maken die zelfs bij asymptomatische patiënten de vier belangrijkste malariaparasieten aantoont én uit elkaar houdt. Een uitkomst voor gebieden waar laboratoria schaars zijn.

Meekijken met kinases

vrijdag 3 juli 2020

Vervang je een serine door een cysteïne in het FES-kinase, dan kun je er een fluorescent labeltje aan hangen en zien wat er met het enzym gebeurt.

Flits-CRISPR

dinsdag 16 juni 2020

Voor het eerst is een vorm van CRISPR-Cas bedacht waarbij je het knipmoment nauwkeurig kunt timen om te zien hoe snel de natuurlijke DNA-reparatiemechanismes ingrijpen. Je kunt ook gerichter knippen.

‘Mensen hebben honger naar kennis’

donderdag 5 maart 2020

Hetty Helsmoortel helpt de samenleving bij het vormen van een mening over biotechnologie: ‘Als wetenschappers mogen we een stuk transparanter zijn over onze bedoelingen.’ Freelance wetenschapswatcher, noemt Hetty Helsmoortel zichzelf. ‘Iemand die geld verdient met het kijken naar wetenschap en het vertalen van de nieuwste...

CRISPR-baby-aanpassingen mislukt

donderdag 5 december 2019

De genetische aanpassing die de Chinees He Jiankui met CRISPR-Cas9 wilde toepassen om de menselijke tweeling Lulu en Nana hiv-vrij te maken is waarschijnlijk mislukt, concluderen Amerikanen die He’s manuscript onder ogen hebben gekregen.

Ctrl+F CRISPR

dinsdag 29 oktober 2019

Koppel een Cas9 aan een zelfontworpen reverse-transcriptase en programmeer dat met een prime editing guide­-RNA (pegRNA) en je kunt nog gerichter genoomaanpassingen maken, meldt een artikel in Nature. Het lukte Andrew Anzalone, David Liu en collega’s van Broad Institute Harvard en MIT om 175 aanpassingen te doen met dit nieuwe...