Flamboyan


Bagaimana cara mengedit manusia

Molekul serupa kemudian akan membawa kode yang akan memungkinkan bentuk kehidupan tumbuh, mencerna, menjalankan, bernapas, membaca, meluncurkan roket ke Bulan. Kisah ini dimulai hampir empat miliar tahun yang lalu, ketika Bumi hanyalah batu lain di tata surya lain. Tetapi untuk saat ini, molekul itu hanya tahu bagaimana melakukan satu hal yang penting - untuk mereproduksi. Jutaan modifikasi jutaan sangat kecil dari miliaran generasi telah memberikan kemampuan organisme untuk bertahan hidup di air, tanah, es atau gurun. Sejak itu, karena setiap organisme hidup telah berlipat ganda, kode kehidupan telah diubah oleh peningkatan bertahap dari generasi ke generasi, membentang dari waktu ke waktu. Cemas tentang kurangnya kontrol, Doudna mengadakan konferensi dengan 500 ahli etika, ilmuwan, dan pengacara pada tahun 2015 untuk mempertimbangkan semua masa depan yang tampaknya fantastik diiringi oleh kemampuan untuk mengotak-atik kode kehidupan. Hanya dalam waktu lima tahun, mekanisme penyuntingan gen baru yang ditemukan Doudna dan rekan-rekannya telah mencapai mana-mana di laboratorium sains kehidupan. Dia ingin menetapkan aturan dan protokol sebelum teknologi itu diterapkan pada manusia.Pertama pada bakteri, kemudian pada cacing dan akhirnya, pada tahun 2003, pada manusia, kita telah membaca genom penuh dan mulai menyatukan fungsi-fungsi DNA, kode yang membangun tubuh, membuat mereka berjalan dan kadang-kadang membuat mereka gagal. Tetapi bahkan ketika kita dapat menentukan mutasi persis yang menyebabkan penyakit genetik, kita tidak dapat melakukan apa-apa. Selama beberapa dekade berikutnya, para peneliti genetika perlahan-lahan membangun sebuah kamus DNA untuk menjelaskan apa arti setiap rangkaian kode. Pencarian cara untuk menulis ulang bahwa kode menjadi pencarian yang paling mendesak dalam penelitian genetika. Pada tahun 1987, hampir tanpa disadari, seorang ilmuwan di Jepang melihat keanehan dalam genom bakteri yang ditemukan dalam usus manusia: urutan berulang kode genetik, kira-kira palindromik, dalam DNA bakteri. Jika Anda membacanya, kode ini akan muncul dalam satu bagian, maka akan ada urutan kode yang tidak dapat dipahami, maka akan muncul lagi, dan seterusnya. Jadi pendanaan untuk langkah selanjutnya berasal dari salah satu bakteri paling terkenal di dunia. petani: Danone, sebuah perusahaan susu yang membanggakan bakteri baik dalam produk-produknya, dan yang setiap tahun kehilangan uang tunai, keju, dan yogurt karena virus yang menyerang bakteri itu. CRISPR tampaknya bukan hanya kode tetapi alat, yang keduanya memiliki kecerdasan penting pada musuh virus bakteri dan menggunakan kecerdasan ini untuk mengalahkan mereka. Saat itulah keingintahuan menjadi proposisi bisnis - bakteri dapat bernilai banyak uang. Ada kesimpulan logis: mikroba menyimpan kode virus untuk mempertahankan diri terhadap virus.Mereka menemukan bahwa sebagian kecil bakteri mampu menangkap dan menyimpan DNA dari virus yang menyerang dalam genom mereka sendiri sehingga, ketika mereka diserang lagi, mereka pada dasarnya kebal. Jadi perubahan itu bukan hanya plester sekali pakai yang membantu bakteri untuk bertahan hidup: kekebalan yang mereka peroleh adalah genetik, dan bisa diturunkan ke keturunan mereka juga. Dua ilmuwan riset di Danone mulai menyelidiki cara menggunakan bagian kode yang cocok yang ditemukan pada bakteri dan virus untuk melindungi bakteri baik yang mereka inginkan. Banfield membutuhkan seorang ahli RNA, jadi dia mulai mencari di intranet universitas untuk para ahli RNA residen: "Aku melihat nama Jennifer, dan menghubunginya." Panggilan telepon itu menandai pertama kali Doudna mendengar CRISPR. Dia ingin memahami apa yang dilakukan mikroba dengan mikroba itu: selama lebih dari satu dekade dia telah mencarinya di organisme di lingkungan ekstrem di bawah tanah, dalam panasnya geyser, bahkan di kolam lumpur di peternakan sapi perah. Dounda mungkin akan melanjutkan dengan senang hati di jalur akademisnya dari perbedaan yang tenang seandainya bukan untuk panggilan telepon pada suatu sore di tahun 2006 dari seberang kampus di University of California, Berkeley. Jill Banfield tidak biasa di antara para ilmuwan CRISPR karena dia tidak tertarik dengan penerapannya pada manusia.Laboratoriumnya telah memperlakukan CRISPR seperti aplikasi, menunjukkan bagaimana sekuens DNA-nya dapat diambil dari satu bakteri dan "dipasang" di yang lain, di mana ia bekerja dengan sempurna untuk melindungi organisme. Dalam perlombaan untuk menemukan cara menggunakan CRISPR untuk mengubah genom, laboratoriumnya dan Doudna akhirnya akan menjadi panas. Pada tahap ini, laboratorium di seluruh dunia berusaha mengungkap bagaimana CRISPR dapat digunakan untuk mengedit gen. "Perlombaan" bukanlah kata yang tepat: pada saat ini tidak ada yang tahu dengan pasti di mana garis finishnya. Pada tahun 2011, pada sebuah konferensi di Puerto Riko, Doudna bertemu Emmanuelle Charpentier, seorang ilmuwan Prancis yang sedang mencari protein CRISPR memanggil Cas9 yang belum dipertimbangkan Doudna. CRISPR memprogram sejumlah mekanisme, masing-masing dinamai sesuai dengan protein yang terlibat: Cas1, Cas2, Cas3, dan sebagainya. Tujuan mereka adalah untuk menduga bagaimana Cas9 memotong DNA dari virus yang menyerang, dan jika bisa dilatih untuk melakukan hal yang sama untuk berapa pun panjang DNA yang mereka pilih - untuk mengedit genom apa pun. Tim Doudna menemukan cara untuk memproduksi protein dalam jumlah besar, menggunakan bakteri yang dimodifikasi secara genetik untuk memompa keluar dan kemudian memisahkannya dari sup protein lain. Laboratorium Charpentier membiakkan dan menganalisis bakteri untuk mengidentifikasi data genetik yang membentuk Cas9 dan fungsinya, dan mengirimkannya ke Amerika. Selama tahun berikutnya, dipisahkan oleh sebuah benua, Doudna dan Charpentier bekerja untuk memecahkan kode CRISPR.
Dalam satu mereka mengambil beberapa tetes cairan yang mengandung protein Cas9, mencampurnya dengan beberapa tetes cairan lain yang termasuk protein yang membantu mekanisme molekuler menemukan targetnya, dan menambahkan beberapa DNA untuk melihat efeknya. Selama proses pemanasan mereka secara berkala akan mengambil sampel untuk melihat apakah DNA berubah ukuran atau dipotong - Doudna menggerakkan tangannya terpisah, seperti seorang nelayan yang menggambarkan tangkapan. Karena DNA pandai memperbaiki sendiri, kedua ujung longgar DNA dapat mengikat diri mereka kembali bersama, tetapi tanpa kode yang hilang, virus dinetralkan. Itu menawarkan kemungkinan lompatan lebih lanjut: alih-alih hanya menghapus bagian dari DNA, itu mungkin untuk menggantikannya dengan untai lain. Untuk mencapai itu akan menjadi satu perubahan kecil untuk genom - dan satu langkah besar untuk genetika. Sebuah katana dari genom, ia dengan hati-hati memotong kedua sisi target DNA, memutus untaian. Ketika komite Nobel berkeliling untuk memberikan penghargaan untuk CRISPR, karena pasti pada waktunya, itu hanya akan dapat menghormati tiga orang paling banyak . Namun Charpentier dan Doudna adalah orang-orang yang akhirnya mencapai puncak, Hillary dan Tenzing dari CRISPR. Yang lain akan selamanya berada di markas ilmu pengetahuan Everest, menyaksikan rekan-rekan mereka menghilang ke awan. Kita juga sudah tahu, bahwa keterlibatan Doudna bukan hanya sekali tetapi dua kali masalah kesempatan dan uang. Mereka adalah orang-orang yang mendapatkan pujian, keterlibatan berbicara internasional, dan hadiah.Pada akhir 2012, seorang ilmuwan Amerika bernama Feng Zhang, dari MIT dan Harvard's Broad Institute, membayar $ 70 ke kantor paten AS untuk mempercepat klaimnya atas kepemilikan penggunaan CRISPR dalam sel mamalia. Tetapi dalam ketergesaan mereka untuk menempatkan potongan jigsaw terakhir dari pengeditan genetik CRISPR dan menyiarkannya, Doudna dan Charpentier melupakan sesuatu yang penting. Pada Januari 2013, timnya dan Zhang pertama kali menjelaskan bagaimana Cas9 dapat mengedit sel manusia: "Sebelum makalah itu, karya Jennifer adalah tentang memotong DNA in vitro - bukan mengedit DNA in vivo. " Dengan kata lain, mereka, bukan Doudna, yang pertama merancang dan menggunakan alat CRISPR dalam organisme hidup. Mereka juga meningkatkan sistem panduan, efisiensi CRISPR dan mengembangkan alat genetik untuk mengevaluasi seberapa baik operasinya. George Church, seorang kolega dan teman baik Zhang maupun Doudna, mengatakan bahwa penemuan yang datang kemudian jauh lebih dari sekadar catatan kaki. Dekat kantor Doudna di kampus, serangkaian poster yang merayakan peringatan 150 tahun Berkeley termasuk satu dengan wajah Doudna di atasnya. Adalah umum untuk berbicara tidak hanya tentang satu-satunya kejeniusan sains, tetapi juga momen eureka tunggal. Namun beberapa ilmuwan CRISPR berpikir bahwa terlalu banyak berat disebabkan oleh kilasan ilhamnya pada tahun 2012. "2012 Jennifer Doudna ikut mengembangkan CRISPR, cara baru untuk memperbaiki gen yang rusak", membaca benderanya.Keluarganya pindah ke sana untuk pekerjaan ayahnya ketika dia berusia tujuh tahun: dia mendapat pekerjaan di universitas setelah menyelesaikan PhD sastra Inggris di usia lanjut. Saya adalah kaki lebih tinggi, saya memiliki hidung besar dibandingkan dengan orang Asia, saya memiliki lengan berbulu. "Dia mengatakan orang asing akan berteriak padanya di jalan. Tinggi, pirang dan bermata biru, dia adalah" etnis minoritas yang cukup ekstrim "dan pada awal 1970-an, "ada banyak diskriminasi. Ini adalah kehidupan yang aneh bagi seseorang yang menjadi ahli biologi untuk bersembunyi dari dunia. "Itu sangat berbeda dengan cara kami diajari sains, dengan buku teks besar di mana Anda diberi tahu 'Baca bab 3, hafalkan banyak fakta "Tidak ada pengertian bagaimana kita sampai di sana, mengapa ini penting, mengapa Anda perlu tahu ini? Dalam buku Watson yang menjadi hidup bagi saya dan saya tiba-tiba bisa membayangkan diri saya terlibat dengan orang lain. Itu adalah pertama kalinya Saya berpikir, 'Wah, bisakah saya menghabiskan hidup saya untuk mencari tahu?' Semuanya tampak sangat eksotis. " Dia melamar ke Pomona College di Claremont, California selatan, dan memasuki dunia baru. Pada hari yang sama saya melihat Doudna, sebuah makalah diterbitkan tentang penggunaan CRISPR untuk meningkatkan imunoterapi kanker, dan satu lagi dari kelompok berbeda yang menggunakannya untuk menggoda para penyebab penyakit motor-neuron. Beberapa hari sebelum kita bertemu, seorang ilmuwan menyebabkan sensasi kecil di dunia pembuatan bir dengan mengembangkan bir kerajinan CRISPR yang tak ada harapan, memodifikasi ragi untuk menghasilkan minyak yang dibuat oleh hop."Saya berada di bagian buku di mana Einstein menulis surat kepada presiden AS, berusaha mendapatkan pengantar padanya," katanya, dan kemudian menambahkan, dengan sedikit saja alis terangkat: "Para ilmuwan bekerja pada Energi nuklir memiliki kesadaran bahwa apa yang mereka lakukan sangat kuat, tetapi pada saat itu tidak ada seorang pun di tingkat tertinggi pemerintahan yang menyadari apa yang akan terjadi. " Dia tidak perlu mengerjakan paralel, atau perbedaan. Ketika kami bertemu, Doudna sedang membaca "Pembuatan Bom Atom", sebuah buku tentang Robert Oppenheimer yang menjalankan proyek yang mengembangkan bom itu. Berbeda dengan bom atom, yang masih membutuhkan investasi dan sumber daya pemerintah, CRISPR mudah dan demokratis. (source)