CRISPRCasgenredigering

CRISPRCasgenredigering is een verzamelnaam voor technieken die gericht DNA in een organisme kunnen wijzigen met behulp van het CRISPR-Cas-systeem. Het systeem is ontleend aan het bacteriële adaptieve immuunsysteem en combineert een eiwitnuclease (vaak Cas9) met een korte geleide RNA-sequentie (gRNA) die overeenkomt met de doel-DNA-sequentie. De aanwezigheid van een PAM-sequentie vlak bij het doel maakt de bewerking mogelijk. Door deze combinatie kan op doelgerichte wijze genetische informatie worden aangepast.

Wanneer de nuclease een breuk in het DNA veroorzaakt, kunnen cellen dit herstellen via niet-homologe eindverbinding (NHEJ) of homologie-afhankelijke reparatie (HDR). NHEJ leidt vaak tot inserties of deleties die genen uitschakelen, terwijl HDR een gewenste sequentie kan inbrengen met een donor-template. Naast standaard knippen bestaan er afgeleide technieken zoals base editing en prime editing, die zonder dubbele breuk nauwkeurige wijzigingen mogelijk maken.

Toepassingen omvatten fundamenteel onderzoek naar genfunctie, ontwikkeling van modelorganismen en potentiële toepassingen in de landbouw en geneeskunde. Bij somatische cellen kan CRISPR-Casgenredigering ziekten mogelijk behandelen zonder erfelijke overdracht; germline-editing is omstreden en in veel landen streng gereguleerd. De technologie groeit snel en wordt ondersteund door diverse leveringsmethodes, zoals virale vectoren, lipiden of nanopartikels.

Veiligheidszorgen betreffen onder meer off-target-effecten, mosaicisme bij embryonale bewerkingen en uitdagingen bij levering in weefsels. Ethische en regelgevende kwesties spelen een belangrijke rol bij klinische toepassingen en publieke acceptatie. De eerste bewijzen van CRISPR-Cas9-werking in eukaryoten verschenen circa 2013, en Doudna en Charpentier ontvingen in 2020 de Nobelprijs voor chemie voor de ontwikkeling van de technologie.