Portrettbilde av Gunnar Dick

Gunnar Dick

CRISPR - metoden som gjør at vi kan styre evolusjonen

En ny metode har revolusjonert hvordan DNA kan endres. Konsekvensene kan være grensesprengende.

Samtiden spør

REVOLUSJON

Det mest revolusjonerende vi kan gjøre, er å sammenkoble informa- sjonsteknologi og andre teknologier. Det vil revolusjonere våre liv, samfunn, og endre verden.

Siden menneskehetens begynnelse har vi levd av og i naturen.Ved bruk av enkle redskaper jaktet og fisket våre forfedre, og de sanket bær, frukt, nøtter og planter. Kunnskap om hvor man fant byttedyr og fisk, hvordan man skulle skille spiselige vekster fra giftige, var en nødvendighet for å overleve. For mer enn 10 000 tusen år siden tok vi de første skrittene mot å temme naturen. Den første fremveksten av landbruket skjedde trolig i den såkalte fruktbare halvmåne, et sted i dagens krigsherjede Syria og Irak. Gode klimatiske forhold og et godt og næringsrikt jordsmonn sikret gunstige vekstforhold for forløperne til dagens kornsorter som bygg, rug og hvete. De første bøndene valgte aktivt såkorn fra de beste plantene, og gjennom avling på avling ble ville planter foredlet til kulturplanter. At menneskeheten bevegde seg fra jegerog sankersamfunnet til landbrukssamfunnet, var en biologisk revolusjon over en lang tidsperiode. Energioverskuddet og forutsigbarheten i avling fra dyrket mark endret vårt levesett for alltid. Fortsatt er valg, eller seleksjon, av egenskaper gjennom avl og foredling en forutsetning for utvikling av husdyr og kulturplanter. Norges mest utbredte ku-rase, «norsk rødt fe», er et resultat av organisert avlsarbeid i norsk landbrukssektor og forvaltes i dag av samvirkeforetaket Geno. Rasen er et attraktivt alternativ til andre ku-raser på grunn av seleksjon både av helse, melkeproduksjon, fruktbarhet og kjøttkvalitet. Samme utvikling har gitt grunnlaget for norsk lakseoppdrett. Bevisst utvelgelse har gitt opphav til gunstige laksestammer som egner seg for oppdrett. Laksen som svømmer i innhegninger eller såkalte merder langs kysten, er ikke villaks, men stammer alle fra selskapet AquaGen.

Avl og foredling er altså helt sentralt for moderne landbruk og oppdrettsnæring, men er biologisk sett en optimalisering av den avl og foredling som startet med jordbruksrevolusjonen. Fortsatt er det naturens egne spilleregler som gir variasjon i egenskaper hos avkommet, mens mennesket står for utvelgelsen. Dette kalles kunstig seleksjon. I naturen er det derimot de enkelte individenes evne til å overleve og forplante seg i miljøet de lever i, som styrer seleksjonen. Det kaller vi naturlig utvalg. Gjennom forplantning til fruktbart avkom overføres genetisk informasjon fra en generasjon til den neste, men informasjonen er ikke statisk. Både fordi hver forelder kun avgir halvparten av sin genetiske informasjon til avkommet, og ved at endringer oppstår gjennom overkryssinger og mutasjoner i genmaterialet. Dette skjer ved fjerning, kopiering eller bytting på rekkefølgen av nitrogenbasene A, T, G og C som utgjør DNA-koden.Variasjon manifesterer seg i forskjeller mellom søsken, i motsetning til eneggede tvillinger som har identisk genetisk informasjon. I en gruppe beslektede individer vil derfor alle ha noe ulike egenskaper. Noen vil ha et fortrinn: egenskaper som gir økt overlevelse og flere avkom i neste generasjon. Andre vil ha mindre gunstige egenskaper: redusert overlevelse og færre avkom. Dette er naturlig utvalg, evolusjonens motor som stadig fører til små endringer fra generasjon til generasjon i artenes utvikling.

FRA MOLEKYLÆR BIOLOGI TIL GENTEKNOLOGI

Darwin beskrev teorien og prinsippene uten å kjenne til de molekylære mekanismene. Ved å studere egenskaper hos ulike individer og arter, dokumenterte han både naturlig utvalg og kunstig seleksjon. Men det var først med den molekylærbiologiske revolusjon i siste halvdel av 1900-tallet at vi fikk innsikt i hvordan genetisk informasjon endres og overføres. Fra oppdagelsen av strukturen til DNA-molekylet som bærer av genetisk informasjon, etter sigende over en pint i puben The Eagle i Cambridge i 1953, og frem til fullført sekvensering av det humane genom i 2002, har vi fått innsikt i hvordan genetisk informasjon kopieres og overføres fra en organisme til en annen. På vei til denne erkjennelsen førte pionerarbeid i biokjemi og molekylær biologi til oppdagelsen av kraftfulle bioteknologiske verktøy, genteknologi.

Gjennom studier av enkle mikroorganismer, først og fremst vår mest utbredte tarmbakterie, Escherichia coli, ble mekanismer og biomolekyler som utgjør livets maskineri, identifisert. På 70-tallet forsto man potensialet i de nyoppdagete verktøyene og revolusjonen i den fremvoksende genteknologien. Man tok et kollektivt ansvar. Etter initiativ fra den amerikanske biokjemikeren Paul Berg, som senere vant Nobelprisen for sin forskning på DNA-teknologi, kalte man i 1975 sammen til en internasjonal konferanse om sikkerhet og regulering av den nye teknologien. Dette sikret oppslutning rundt regulering, etiske retningslinjer, sikker praksis for forskning og bruk av genmodifiserte organismer. Datidens forskningsmiljøer veide muligheter mot risiko og konsekvens. Resultatet er at bruk av genmodifiserte organismer i forskningsøyemed foregår under forhold som hindrer spredning av disse til naturen. I dag kan genmodifisering av bakterier utføres som et elevforsøk i klasserommet fordi man benytter bakteriestammer som ikke overlever utenfor laboratoriet, i kombinasjon med sikker destruksjon.

GENTEKNOLOGI OG BIOINFORMATIKK

En nødvendighet for moderne genteknologi er den parallelle revolusjonen innen informatikk og elektronisk databehandling. Bioinformatikk oppsto som et nytt fagfelt i krysningen mellom biologi og informatikk. Sammen førte disse teknologiene oss et langt skritt nærmere rollen som designer. Genteknologi kan brukes til å endre gener i bakterier, og i enkelte eukaryote systemer – altså cellestrukturer i levende organismer, som gjær, planter eller dyr. Genmodifiserte organismer (GMOer) defineres som organismer hvor genteknologi er blitt brukt til å endre genetisk informasjon. Ofte involverer prosessen overføring av hele eller deler av et gen (altså DNA) fra andre organismer. Dette kalles transgene organismer.Transgene organismer er viktige verktøy for forskning, men har også muliggjort bioteknologisk design og produksjon av proteiner, som insulin for diabetes, antistoffer for kreftbehandling og enzymer for prosessindustri.Transgene mus, Mus musculus, er det eneste eksemplet vi har på genmodifisering i levende individer som er gjennomført i stor skala. I dag har man laboratoriemus med gener som er manipulert, som oftest fjernet – såkalte knockoutmodeller. Da kan man studere effektene av å mangle akkurat dette genet, og dermed forstå sammenhengen mellom gen og funksjon.

Har du allerede registrert deg? Logg inn

Les Samtiden.
For å forstå tiden du lever i

Vi analyserer og diskuterer de viktigste spørsmålene i en stadig mer kompleks verden

  • Norges ledende kulturtidsskrift siden 1890
  • Utkommer fire ganger i året på papir. Over 100 sider med dybdeartikler, essays, intervjuer, m.m.
  • Full tilgang til vårt digitale arkiv med tidligere numre.
  • Invitasjoner til våre arrangementer, nyhetsbrev, podkast, m.m.
  • Del tekstene våre med vennene dine

Vil du bare lese ferdig denne artikkelen?

Da må du registrere deg med en e-postadresse