Wat is genbewerking en hoe kan het onze toekomst vormgeven

Wat is genbewerking en hoe kan het onze toekomst vormgeven?

Genbewerking betekende een revolutie in de wetenschap. PopTika/Shutterstock

Het is de spannendste tijd in de genetica sinds de ontdekking van DNA in 1953. Dit is vooral te danken aan wetenschappelijke doorbraken, waaronder de mogelijkheid om DNA te veranderen via een proces dat genbewerking wordt genoemd.

Het potentieel van deze technologie is verbazingwekkend – van het behandelen van genetische ziekten, het aanpassen van voedselgewassen om bestand te zijn tegen pesticiden of veranderingen in ons klimaat, of zelfs om de dodo “terug tot leven” te brengen, zoals één bedrijf beweert te kunnen doen.

We zullen in de toekomst alleen maar meer horen over genbewerking. Dus als je er zeker van wilt zijn dat je de nieuwe updates begrijpt, moet je eerst weten wat genbewerking eigenlijk is.

Ons DNA bestaat uit vier belangrijke moleculen die basen worden genoemd (A, T, C en G). Opeenvolgingen van deze vier basen zijn gegroepeerd in genen. Deze genen fungeren als de “code” voor belangrijke stoffen die het lichaam moet maken, zoals eiwitten. Eiwitten zijn belangrijke moleculen, van vitaal belang voor het behoud van een gezond en functioneel mens.

Genen kunnen kort zijn, meestal bestaande uit minder dan honderd basen. Een goed voorbeeld zijn ribosomale genen, die coderen voor verschillende ribosomen, moleculen die helpen bij het maken van nieuwe eiwitten.

Lange genen bestaan uit miljoenen basen. Bijvoorbeeld, het DMD-gen codeert voor een eiwit genaamd dystrofine, dat de structuur en sterkte van spiercellen ondersteunt. DMD heeft meer dan 2,2 miljoen basen.

Hoe werkt genbewerking?

Genbewerking is een technologie die DNA-sequenties op een of meer punten in de streng kan veranderen. Wetenschappers kunnen een enkele base verwijderen of veranderen, of een nieuw gen invoegen. Genbewerking kan letterlijk het DNA herschrijven.

Er zijn verschillende manieren om genen te bewerken, maar de meest populaire techniek gebruikt een technologie genaamd CRISPR-Cas9, voor het eerst gedocumenteerd in een baanbrekend artikel gepubliceerd in 2012. Cas9 is een enzym dat werkt als een schaar die DNA kan knippen.

Het wordt bijgestaan door een streng RNA (een op DNA lijkende molecule, in dit geval gemaakt door de wetenschapper), die het Cas9-enzym naar het deel van het DNA leidt dat de wetenschapper wil veranderen en het aan het doelgen bindt.

Afhankelijk van wat de wetenschapper wil bereiken, kan hij gewoon een segment van het DNA verwijderen, een enkele basisverandering aanbrengen (bijvoorbeeld een A in een G veranderen), of een grotere sequentie invoegen (zoals een nieuw gen). Zodra de wetenschapper klaar is, nemen de natuurlijke DNA-herstelprocessen het over en lijmen de sneden weer aan elkaar.

Wat kan genbewerking doen?

De voordelen van genbewerking voor de mensheid zouden aanzienlijk kunnen zijn. Bijvoorbeeld, het aanbrengen van een enkele basisverandering in het DNA van mensen zou een toekomstige behandeling kunnen zijn voor sikkelcelziekte, een genetische bloedziekte. Bij mensen met deze ziekte is slechts één base gemuteerd (van A naar T). Dit maakt het gen gemakkelijker te bewerken in vergelijking met complexere genetische aandoeningen zoals hartziekten of schizofrenie.

Wetenschappers ontwikkelen ook nieuwe technieken om grotere segmenten van basen in het DNA van gewassen in te voegen in de hoop dat ze droogtebestendige gewassen kunnen creëren en ons kunnen helpen ons aan te passen aan de klimaatverandering.

Waarom is genbewerking controversieel?

Genbewerking is een controversieel onderwerp. Tenzij regeringen samenwerken met wetenschappers om het gebruik ervan te reguleren, zou het de zoveelste technologie kunnen worden waar alleen de rijksten baat bij hebben.

En het brengt risico’s met zich mee.

Het eerste geval van illegale implantatie van een genetisch bewerkt embryo werd in 2019 gemeld in China, en leidde tot de opsluiting van drie wetenschappers. De wetenschappers hadden geprobeerd tweeling foetussen te beschermen tegen HIV dat door hun vader werd doorgegeven.

Maar toen andere wetenschappers passages lazen uit een ongepubliceerde paper geschreven door de leider van het DNA-experiment over de tweeling, vreesden ze
vreesden zij dat in plaats van immuniteit te introduceren, de onderzoekers waarschijnlijk mutaties creëerden waarvan de gevolgen nog steeds onbekend zijn.

De risico’s van het ontwikkelen van designer baby’s zijn zo groot dat het onwaarschijnlijk is dat het binnenkort legaal wordt. Een klein foutje kan de gezondheid van een baby vernietigen of leiden tot andere ziekten tijdens hun leven, zoals een verhoogd risico op kanker.

De wetten en voorschriften rond deze technologie zijn streng. De meeste landen verbieden de implantatie van een menselijk embryo dat op enigerlei wijze genetisch veranderd is. Maar zoals het voorbeeld van 2019 laat zien, kunnen wetten worden overtreden.

Genbewerking heeft zijn voordelen. Het heeft het potentieel om genetische ziekten te genezen en gewassen te creëren die bestand zijn tegen droogte. Maar wetenschappers moeten nauw samenwerken met wetgevers en beleidsmakers om ervoor te zorgen dat de technologie kan worden gebruikt ten gunste van de mensheid, terwijl de risico’s tot een minimum worden beperkt.

Het feit dat een particulier bedrijf onlangs plannen aankondigde om te proberen de dodo terug te brengen toont aan hoe belangrijk het is dat internationale wetten inzake genetische manipulatie gelijke tred houden met de ambities van bedrijven.

The Conversation

Gavin Bowen-Metcalf werkt niet voor, voert geen adviezen uit, bezit geen aandelen in en ontvangt geen financiering van bedrijven of organisaties die baat hebben bij dit artikel, en heeft geen relevante banden bekendgemaakt buiten zijn academische aanstelling.

Ubergeek Loves Coolblue

Zou je na het lezen van deze artikel een product willen aanschaffen?
Bezoek dan Coolblue en ontdek hun uitgebreide assortiment.