RNA mot växtangrepp

Genombrottet för läkemedel baserade på budbärarmolekylen RNA kom i samband med vaccin mot covid-19. Men RNA kan också användas för att skydda växter mot skadeangrepp.

Det har t.ex. gjorts försök att använda RNA som skydd mot potatisbladmögel (Phytophtora infestans) på potatisar istället för kemikalier. Genom att duscha växterna med en vätska innehållandes små bitar av RNA (ribonukleinsyra) kan detta sätta stopp för ett potatisbladmögelangrepp genom att RNA:t slår ut gener som behövs för att möglet ska spridas. När mögelsporerna får i sig RNA:t slutar de att producera livsviktiga proteiner och dör.

Tekniken bygger på RNA som ingår i s.k. RNA-interferens. RNA-interferens bygger på korta bitar av RNA som kan stänga av specifika gener genom att RNA strängarna binder till m-RNA som då inte kan vidarebefodra den genetiska informationen till cellen proteinfabrik och tillverkningen av ett visst protein stoppas. Utmaningen kan vara att avgöra vilka geners budskap som ska hämmas.

Ofta finns det flera vägar att gå och om effekten avtar kan man använda RNA riktat mot en annan gen hos skadeorganismen.

En utmaning med denna externa RNA behandling är stabiliteten. RNA är känsligt och bryts ner av bl.a. enzymer och solljus.

För att öka stabiliteten kan man blanda RNA med pyttesmå lerpartiklar eller kapsla in det i små fettpartiklar.

Försök med RNA har också gjorts mot potatisens andra fiende coloradoskalbaggen och mot Botrytis cinerea som gör att frukt och bär som t.ex. jordgubbar möglar.

Man har också inlett försök med RNA mot svampangrepp av svampen Fusarium graminearum på vete och råg och varoakvalster som angriper tambin.

Försök med genförändrade myggor

Redan år 2015 kunde forskare i USA med hjälp av genmodifieringstekniken CRISPR-Cas9 få fram myggor som är resistenta mot malariaparasiter.

Forskarna lyckades få fram resistenta gener som nedärvs till 99,5 procent av avkomman och som inte sprider malaria till människor.

Tanken är att de genmanipulerade myggorna ska kunna fortplanta sig med ”vilda” myggor för att skapa en stam som inte sprider malaria.

Dock kommer strategin inte ensam att kan utrota malaria men vara en del av lösningen i kombination med behandling vaccin och förbyggande mediciner, samt myggnät och besprutning av kläckningsområden

Miljoner genförändrade myggor har spridits i ett pilotförsök i Florida. Målet är att bekämpa sjukdomar, men en svensk myggexpert tror på begränsad framgång.

Det senaste året har lådor med myggägg satts ut i Florida Keys, en samling öar i södra Florida.

I ett annat försök med myggor av arten gulafebernmygga (Aedes aegypti) har man i ett pilotförsök i Florida spridit miljontals genförändrade myggor. Genförändringen gör att bara hannar överlever. Dessutom är de genförändrade så att bara deras söner överlever – honorna dör redan som larver.

Tekniken bygger på så kallade gendrivare, en metod för att sprida en viss gen i en population. Här är syftet att hejda sjukdomar, främst denguefeber, som överförs av de blodsugande honorna.

Det brittiska företaget Oxitec, som utvecklat den genförändrade myggan, har studerat hur de genförändrade hanmyggorna parat sig med naturligt förekommande honor. Ägg från dessa honor har sedan samlats in och undersökts på labb.

Enligt företaget har mer än 22 000 ägg kläckts och undersökts. Alla honor i den nya generationen ska ha dött enligt plan, medan hanmyggorna förde genen vidare. Det tog sedan ungefär tre generationer, motsvarande knappt tre månader, för den lokala populationen att dö ut i brist på honmyggor.  

Nu planeras för nya, utökade försök i både Florida Keys och i Kalifornien. Det amerikanska naturvårdsverket har gett tillstånd som sträcker sig till våren 2024. Bland annat ska genförändrade hanmyggor spridas över större yta.

Gendrivare för mygg har tidigare testats bland annat i Brasilien, men i USA har tillståndsprocessen tagit lång tid. Oxitec ansökte redan 2010 om att få sprida sina genförändrade myggor.

Även här är det inte så att alla myggor försvinner och dör ut. Även om arten försvunnit från en begränsad yta så kommer den att återkoloniseras av vilda myggor, förklarar han. Men för begränsade populationer av vissa arter kan genetiska metoder fungera som ett komplement till andra åtgärder.

En av riskerna är att de genförändrade myggorna parar sig med andra arter.

I ett liknande försök i Brasilien med gulafebernmygga (Aedes aegypti). Använde man en blandning av brasilianska myggor med tillägg av gener från kubanska och mexikanska sorter.

Myggan hade försetts med vad det brittiska biotech-bolaget Oxitec kallar för en dödlig gen. Detta skulle göra att avkomman mellan den manipulerade insekten och inhemska myggarten blev mycket liten och så livsoduglig att den i sin tur inte skulle kunna fortplanta sig vidare.

Från 2013 och till 2015 släppte bolaget ut miljontals manipulerade hannar – i svärmar om 450 000 i veckan, under sammantaget 27 månader. Laboratorietester visade att 3 procent av honorna lyckades få avkomma trots den destruktiva genen, men man bekräftade att ättlingarna var så svaga att de inte lyckades reproducera sig.

Nu har en fristående forskargrupp granskat resultatet och konstaterar att metoden har minskat myggbeståndet lokalt med upp till 85 procent. Men forskarna gjorde också genetiska analyser på myggbeståndet sex-, tolv-, 27- och 30 månader efter utplanteringen. De kunde då bland annat se att vissa av generna från den manipulerade myggan hade överförts till den inhemska arten. En del av den lilla avkomman hade haft kraft att fortplanta sig.

Den nya populationen är alltså en hybrid mellan den lokala sorten och den inplanterade myggan. I dagsläget inte känner till några ökade hälsorisker för människor som hybriden skulle kunna medföra men resultatet skulle kunna bli en mycket mer stryktålig stam som eventuellt skulle kunna vara mer motståndskraftig mot insektsmedel, eller effektivare när det kommer till att överföra sjukdomar.

Källor:

Källa:

Valentino Gantz med flera. Highly efficient Cas9-mediated gene drive for population modification of the malaria vector mosquito Anopheles stephensi. PNAS, publicerad online 23 november 2015. Doi: 10.1073/pnas.1521077112

https://www.nature.com/articles/s41598-019-49660-6

Genmodifierad bomull ger ökad skörd och minskad användning av bekämpningsmedel

Den genmodifierade och insektsresistenta Bt-bomullen har funnits på den indiska marknaden sedan 2002 och majoriteten av all bomull som odlas i världen är s.k. Bt-bomull.

Bt-bomullen har visat sig ge bra skörd både i områden med konstbevattning och i de utan. Enligt en rapport från Indien 2013 har skörden där ökat från 400-500 kg/hektar till 800 -1000 kg/hektar i områden utan konstbevattning och från 1000-1200 kg/hektar till 2200-2400 kg/hektar i konstbevattnade områden. På nationell nivå har skörden ökat med i genomsnitt 40 procent under en tioårs-period.

Odling av Bt-bomull har även lett till en drastisk minskning av bekämpningsmedel mot bomullsmalen (Helicoverpa armigera). I Indien var minskningen mer än 80 procent mellan åren 2001 till 2011.

Även i USA har man sett minskad användning av bekämpningsmedel mot bomullsmalen och i studier har man sett att den biologiska mångfalden bevarats bättre där man använt bt-bomull.

Ett problem på sikt är dock utvecklandet av resistens hos bomullsmalen.

Bt-bomullen säljs i Indien tillsammans med konventionella bomullsfrön som är avsedda att användas som refugplanteringar. Detta för att fördröja utvecklingen av resistens i populationer av bomullsmalen. Cirka 90 procent av de tillfrågade lantbrukarna använder dock inte utsädet till refugplanteringar. Enligt lantbrukarna själva kastar de bort det konventionella utsädet eller säljer det för en billig penning. Endast några få procent av lantbrukarna planterar refuger, trots att det är ett krav enligt lagstiftningen.

Nobelpriset i kemi 2020 till Emmanuelle Charpentier och Jennifer Doudna för utvecklingen av gensaxen CRISPR-Cas9

Nobelpriset i kemi 2020 går till Emmanuelle Charpentier och Jennifer Doudna för utvecklingen av gensaxen CRISPR-Cas9. Med hjälp av gensaxen CRISPR-Cas9 kan man ändra arvsmassan i olika slags levande organismer med stor precision och inom loppet av några veckor.

Emanuelle Charpentier

Emmanuelle Charpentier är 51 år och född i Frankrike, men var verksam vid Umeå universitet när hon gjorde sin banbrytande upptäckt.

Upptäckten av gensaxen var oväntad. När Emmanuelle Charpentier studerade bakterien Streptococcus pyogenes, som orskar halsfluss, upptäckte hon en tidigare okänd molekyl, tracrRNA och kunde visa att tracrRNA är en del av bakteriers uråldriga immunförsvar, CRISPR-Cas, som oskadliggör virus genom att klippa sönder deras DNA.

Upptäckten publicerades 2011.

Jennifer Doudna

Senare under 2011 inledde Charpentier ett samarbete med biokemisten Jennifer Doudna. Jennifer Doudna är 56 år gammal och ursprungligen från Washington, D.C, i USA.

Tillsammans lyckades Doudna och Charpentier under 2012 att få gensaxen från bakteriens immunförsvar att fungera i ett provrör.

Sedan dess har användningen av gensaxen CRISPR-Cas9 fullkomligt exploderat, och forskare över hela världen har tagit forskningen vidare.

Den har bidragit till mängder av viktiga grundvetenskapliga upptäckter och växtforskare har kunnat framställa grödor som motstår mögel, skadedjur och torka. Inom medicinen pågår många kliniska prövningar av nya terapier mot cancer och gensaxen skulle kunna göra det möjligt att bota svåra genetiska sjukdomar i framtiden.

risker och Etisk problematik

Men det finns också stora risker med den nya tekniken och många etiska överväganden som behöver göras. Även om den traditionella forskarvärlden är överens om att gå försiktigt fram finns det med all säkerhet mindre nogräknade individer och stater som använder tekniken till modifieringar som inte skulle godkännas av det stora forskarkollektivet.

Återstår att se om upptäckten främst blir till nytta för mänskligheten eller om oönskade modifieringar som inte går att stoppa eller dra tillbaka kommer att göras.

Läs mer om Crispr cas 9

Genetisk modifiering skapar Kassava med hög resistens mot skadligt virus

Forskare har med hjälp av genetisk modifiering utvecklat en kassava-sort med hög resistens mot viruset Cassava Brown Streak Virus som är en allvarlig skadegörare och orsakar stora skördeförluster av Kassava i östra och centrala Afrika.
Den modifierade kassavan har testats i fältförsök i Uganda och Kenya och en ansökan om marknadsgodkännande lämnades in till Kenyas biosäkerhetsmyndighet sommaren 2020.

Kassava är en viktig gröda på den afrikanska kontinenten.

Källor
Public Participation for Cassava Project, National Biosafety Authority, Kenya.
VIRCA Plus: https://cassavaplus.org

Kinesisk forskare säger sig stå bakom världens första Crispr-cas9 redigerade bebisar


En forskare i Kina uppger sig vara den första som använt gensaxen
Cripsr-Cas9 för att redigera dna i embryostadiet hos tvillingparet. Men försöket har vare sig bekräftats eller granskats av utomstående experter.

Det är den kinesiske forskaren He Jiankui som uppger sig ha använt gensaxen Cripsr-Cas9 för att redigera ett tvillingpars dna i embryostadiet med syftet att göra tvillingflickorna resistenta mot hiv-virus.

Det han har gjort är att inaktivera en specifik gen, CCR5, som underlättar för hiv-virus att komma in i en cell. Baksidan med att inte ha en normalfungerande CCR5-gen är att man löper högre risk att få nilfeber eller dö av influensa.

Tvillingflickorna föddes i november 2018 och genredigering på det här sättet av humant DNA har setts som mycket problematisk av flertalet forskare och andra.


køb cialis
køb viagra

Forskarvärlden ser stora risker med att använda gensaxen på mänskliga könsceller eftersom förändringarna då kan gå i arv. I dag vet vi inte heller säkert hur andra gener påverkas av Crispr-tekniken. Tidigare studier har visat att det finns en så kallad off target-effekt. Det innebär att gensaxen kan klippa fel, eller påverka andra gener utöver de tänkta. Det är därför tekniken är så hårt reglerad på många håll i världen i dag.

Flera forskare har tittat närmare på det material som forskaren He Jiankui har lämnat till nyhetsbyrån AP. Deras bedömning är att det inte går att säga om gentekniken utifrån detta verkligen har fungerat som tänkt, men det finns tecken på att det inte har fungerat fullt ut. Man har inte heller kunnat säga säkert om metoden har gjort någon annan skada hos tvillingflickorna.

CRISPR-Cas9-baserade genterapier kan leda till ökad risk för cancer

CRISPR-Cas9-baserade genterapier kan oavsiktligt leda till ökad risk för cancer. Det visar två oberoende studier publicerade i Nature Medicine.

CRISPR-Cas9 är ett molekylärt maskineri som först upptäcktes i bakterier och som kan programmeras att på en exakt plats i genomet klippa av DNA. Gensaxen kan användas för att korrigera felaktiga delar i DNA:t

Två oberoende studier, dels en studie från Karolinska Institutet i samarbete med Helsingfors universitet och en studie från Novartis Institut för biomedicinsk forskning i Boston, publicerade i tidskriften Nature Medicine visar att terapeutisk tillämpning av genredigeringsverktyget kan öka risken för cancer.
I laboratorieförsök med mänskliga celler visar forskarna att CRISPR-Cas9 aktiverar ett protein kallat p53, som fungerar som cellens “första hjälpen” vid skador på DNA. När p53-proteinet är aktivt blir CRISPR-Cas9-genredigeringen mindre effektiv. Celler som saknar p53 eller inte kan aktivera proteinet får därför bättre resultat av genredigeringen. Brist på p53 är också känt för att bidra till att celler börjar växa okontrollerbart och omvandlas till cancerceller.

Genom att plocka ut celler som med hjälp av CRISPR-Cas9-tekniken lyckats reparera den skadade gen som man tänkt reparera, kan man oavsiktligt komma att välja celler utan funktionellt p53. Om cellerna sedan transplanteras in i en patient kan de ge upphov till cancer.

Källor:



Nature Medicine, online 11 juni 2018, CRISPR/Cas9-genome editing induces a p53-mediated DNA damage response Emma Haapaniemi, Sandeep Botla, Jenna Persson, Bernhard Schmierer och Jussi Taipale

Nature Medicine online 11 juni 2018 p53 inhibits CRISPR–Cas9 engineering in human pluripotent stem cells Robert J. Ihry, Kathleen A. Worringer, Max R. Salick, Elizabeth Frias, Daniel Ho, Kraig Theriault, Sravya Kommineni, Julie Chen, Marie Sondey, Chaoyang Ye, Ranjit Randhawa, Tripti Kulkarni, Zinger Yang, Gregory McAllister, Carsten Russ, John Reece-Hoyes, William Forrester, Gregory R. Hoffman, Ricardo Dolmetsch & Ajamete Kaykas

Genterapi mot blödarsjuka

Det finns olika former av blödarsjuka med olika svårighetsgrad, men gemensamt för dem alla är att blodet inte koagulerar som det ska, vilket gör det svårt att stoppa en blödning.

Traditionell behandling mot blödarsjuka är med sprutor med de koagulationsfaktorer som saknas.

Läkemedelsföretaget Pfizer utvecklar nu även en behandling mot blödarsjuka som använder genteknik och som går ut på att tillföra gener till kroppen så att kroppen själv kan producera alla komponenter som behövs för att blodet ska kunna levra sig.

Det man gör är att plocka ut en frisk gen från en människa och stoppar in den i ett virus som via blodsystemet ges till en person med blödarsjuka. Viruset kommer att ta sig till patientens lever och lämna av den friska dna-strängen till de celler som producerar koagulationsfaktorer så att de fungerar normalt.

Metoden är under utvecklande och det är inte klart om det kommer att bli en godkänd metod mot sjukdomen.

Genterapi CAR-T mot en viss typ av blodcancer

Hösten 2017 godkändes i USA genterapimetoden CAR-T mot en viss typ av blodcancer. En liknande metod har godkänts i USA mot cancer i lymfsystemet.

Behandlingen innebär att man plockar ut T-celler, en variant av vita blodkroppar ur patientens blod och i laboratoriet klipps genmaterial in i de vita blodkropparna så att de blir bättre på att känna igen och förstöra cancerceller. Sedan förs de genförändrade blodkropparna tillbaka till blodbanan och cellerna är nu bättre rustade för att bekämpa tumören.

Även en forskargrupp vid Uppsala Universitet arbetar med en metod för genterapi som är mycket snarlik den i USA först godkända CAR-T behandlingen.