Genteknologien har gjennomgått en revolusjon de siste ti årene. DNA-språkets «bokstaver» utgjøres av organiske baser. Det er disse som inneholder informasjonen som gjøres om til våre kropper. Arvelige, altså genetiske, sykdommer, skyldes feil i DNA: mutasjoner – uorden i arvestoffets språk.

Sigdcelleanemi, for eksempel, er en sykdom forårsaket av forbytting – en mutasjon der en bokstav i det genetiske alfabetet er blitt erstattet med en annen. Det står en G der det skulle stått A.

Men genetiske sykdommer kan også oppstå dersom det er satt inn for mange bokstaver i teksten – eller hvis deler av den er slettet. For eksempel skyldes den dødelige Huntingtons sykdom en mutasjon der de samme tre basene repeteres noen få ganger for mye. Mens cystisk fibrose skyldes at tre baser mangler.

Atter andre sykdommer kan forårsakes av at teksten plutselig står bak fram, eller at lengre segmenter er blitt kopiert og gjentatt – eller slettet.

Alt dette er tilstander vi har drømt om å kunne gjøre noe med. Tenk om vi kunne sette inn de manglende basene i en stamcelle – og helbrede cystisk fibrose hos en pasient! Eller enda dristigere: Tenk om vi kunne utrydde hele sykdommen? Den detaljerte genredigeringen dette ville kreve, har vært langt utenfor vår rekkevidde. Helt til nå.

Skudd i mørket

Tidligere måtte vi skyte i mørket – med bind for øynene. Vi hadde en genetisk sykdom, vi visste omtrent hvilket gen som var involvert – og deretter kunne vi bare prøve å få slengt inn et friskt gen. Vi hadde ingen måte å sikre oss at det ble tatt opp i genomet. Og hvis det ble tatt opp, hadde vi ingen måte å sikre at det ble tatt opp på riktig plass – og faktisk fortrengte det syke genet.

Vi hadde dessuten ingen idé om hvilke vitale prosesser vi ødela mens vi rotet rundt der nede. Det hele var litt mindre trygt og effektivt enn å reparere PCen ved å slette programmer på måfå.

I dag kan vi reparere genene med stor presisjon.

Stikkordet er CRISPR – et molekylært verktøy som gjør oss i stand til å kutte opp DNA akkurat der det trengs, og deretter luke ut eller sette inn baser i arvestoffet til nær sagt ethvert levende vesen på jorda – plante eller dyr. Så lenge vi kjenner den genetiske koden til en gitt egenskap, kan vi også reparere den.

Muskuløse beagler og krympede minigriser

De startet med hundene: Ved å bytte ut én bokstav i DNA, fikk verden en forstørret og langt mer muskuløs beagle. De som foretrekker gris kan i stedet glede seg over den krympede minigrisen – på størrelse med en katt. Eller hva sier du om geiter med ull og mer kjøtt? Eller hva med en hårete elefant – noe som likner en mammut?

Alt dette, altså, ved bare å endre et par bokstaver.

På samme vis i planteriket. Gjennom genredigering har forskerne frembrakt sykdomsresistent ris, tomater som modner langsommere, soyabønner med sunnere fett og poteter med lavere innhold av farlige nevrotoksiner. Kort sagt, mer og sunnere mat.

CRISPR-teknologien er ikke transgen – ingen gener flyttes mellom artene. CRISPR redigerer bare små detaljer i naturlig forekommende gener, der de sitter i genomet. Vi trenger altså ikke forandre, bare reparere, føre gener tilbake til sin normale – sykdomsfrie – tilstand. Derfor finnes det kanskje en sjanse for at miljømoralistene vil se gjennom fingrene med at redigering kan kalles litt tukling med skaperverket?

Medisinsk revolusjon

CRISPS varsler selvfølgelig også en revolusjon innen medisinen.

Vi kan forebygge. Det er for eksempel allerede utført eksperimenter med å «menneskeliggjøre» griser – med tanke på organtransplantasjon. Man har også begynt å grave seg ned i arvestoffet til myggene som sprer malaria, dengu, zika og andre store drepere. Disse artene kan utryddes, eller vi kan gjøre det umulig for dem å spre sykdom.

Og vi kan helbrede. Forskerne har rettet opp mutasjonene som forårsaker cystisk fibrose, sigdcelleanemi, noen former for blindhet, alvorlig immunsvikt – blant mye annet.

Alt dette, som sagt, ved å rette på en håndfull av genomets 3,2 milliarder organiske baser. Forskerne kan også gi seg i kast med mer komplekse situasjoner – og ser veier inn mot Alzheimer, hiv/aids og kreft. CRISPR er faktisk et så presist og enkelt verktøy at det kan brukes til å helbrede enhver genetisk sykdom – i hvert fall enhver sykdom som vi kjenner det genetiske opphav til.

Vi snakker altså om en medisinsk revolusjon – og vi har bare så vidt begynt på skissene.

Syke bakterier

Vitenskapen utvikler seg ad uransakelige veier. Genteknologien har vært under utvikling i flere tiår – vi har drømt om kloning og stamcelleterapi – lett etter stadig nye muligheter til å påvirke og forandre genomet.

Etter hvert fant vi måter å klippe i arvestoffet på. Vi brukte enzymer – men kunne langt fra klippe og lime etter fritt valg. Vi fikk rett og slett ikke til så veldig mye.

Så – sent på 00-tallet, dukket CRISPR opp, fra helt uventet hold.

Det er antagelig ikke mange andre enn mikrobiologer som tenker over at også bakterier kan bli syke – og at de derfor også har behov for et immunsystem. Selv Streptococcus pyogenes, selve «dødsbakterien» – den kjøttetende sådan – angripes kontinuerlig av virus. Virus som dreper bakterier kalles bakteriofager.

Det femte element

Virus er som kjent veldig mye mindre enn bakterier – som igjen er veldig mye mindre enn våre celler. Så akkurat som våre celler kan drepes av bakterier og virus, kan bakteriene selv drepes av virus.

Og selv om man kan diskutere hvorvidt virus er i live – de trenger andre organismer for å formere seg – er de utvilsomt og med god margin klodens vanligste livsform. De finnes absolutt overalt, og i store mengder.

(Og selvsagt er de i live: Mange høyerestående, flercellede dyr er også avhengig av andre organismer for å formere seg – tenk parasitter.)

En teskje saltvann fra stranda inneholder fem ganger flere virus enn det er innbyggere i New York. Det er faktisk ti ganger flere bakteriofage virus enn det er bakterier for dem å invadere. Førti prosent av alle bakterier som til ethvert tidspunkt er i live, kommer til å bli drept av virus i løpet av dagen. Sånn cirka en billion billion bakterier infiseres hvert sekund.

Så bakteriene har hatt behov for å forsvare seg – og har utviklet en serie ulike forsvarsstrategier. Frem til midten av 2000-tallet kjente forskerne til fire av disse. CRISPR ble det femte.

En molekylær maskin

CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) er altså egentlig navnet på et nyoppdaget immunsystem for bakterier – en molekylær maskin designet for å kutte opp virusets RNA eller DNA med skremmende presisjon. Langt, langt bedre enn noe mennesket så langt hadde klart å lage.

Det forskerne har gjort, er å få kontroll over CRISPR, og deretter bruke det til å klippe og lime der vi har behov for det.

Det startet som en tilfeldighet. Forskerne la merke til et merkelig mønster i arvestoffet til en rekke bakterier og arkebakterier – de så lange serier av de samme cirka tretti organiske basene, alltid de samme og i samme rekkefølge.

Mellom disse repeterende segmentene så de stykker av DNA, som de etter hvert forsto stammet fra ulike virus – virus som hadde forsøkt å infisere bakterien på ett eller annet tidspunkt i dens evolusjonære historie.

Bakteriene har evnen til å sende ut deler av sitt RNA – kutte inntrengende virus i fillebiter – og sikre seg vitale deler av dets arvestoff. Deler de deretter innlemmer i sitt eget DNA, som et slags viralt vaksinekort. Neste gang samme type virus viser seg, vil det raskt gjenkjennes og dissekeres.

En revolusjon

Det tok ikke lang tid før forskerne så hva dette kunne brukes til. CRISPR-sekvensene, og de omliggende CAS-genene, er et formidabelt redskap – et redskap som kommer til å revolusjonere alt vi trodde fremtiden ville bringe.

Vi har i dag fått et bilde av hvordan systemet virker: CRISPR-sekvensene og de omliggende CAS-genene lager tre molekyler – enzymet Cas9 og nukleinsyrene CRISPR RNA og tracrRNA. De to RNAene sporer opp virus-DNA, Cas9 fester seg, tvinger en del av den doble helixen opp – omtrent som om du river opp en glidelås – danner selv en dobbelt helix med den ene halvparten av glidelåsen, samtidig som den med stor nøyaktighet kutter virus-DNAet (altså «glidelåsen») på hver sin side av «bittet».

Forskerne innså deretter at RNA her fungerer som en slags GPS: VirusDNA-restene fra tidligere virusangrep (de jeg beskrev over), forteller hvor systemet skal gå til angrep. Dette ga dem en fantastisk mulighet: Tenk om vi kan programmere systemet – tenk om vi kan sette inn andre DNA-koder enn de CRISPR har arvet fra sine forfedre?

Tenk om vi kunne sette inn koden til menneskegener – menneskegener som er skadet. Da kunne vi kapre dette bakterievåpenet, og tvinge det til å jobbe for oss.

Det er sånne tanker som kan gjøre deg svimmel.

Og ja – det var mulig å programmere CRISPR, og ikke minst Cas9. Forskerne klarer å bytte ut virus-DNAet med andre biter arvestoff – og de får det til å virke. Arvestoff endres og repareres.

Moralske utfordringer

Og dermed begynner de, for noen, enda mer påtrengende moralske problemene. Én ting er å bruke genteknologi for å redde mennesker som er i live. Samfunnet har tradisjonelt vist stor grad av skepsis overfor genteknologi og det noen kaller «tukling med gener» for å helbrede syke mennesker.

Hvor mye større blir motstanden når vi snakker om å redde livet til folk som ennå ikke er født? Gjør deg klar for diskusjonene om «Har vi egentlig moralsk rett til å skape en fremtid uten sykdom?».

Vel, teknologien er her. Og vær sikker – den kan og vil misbrukes.

En eller annen gang kommer en eller annen til å bruke denne nye teknologien til å endre vårt arvestoff for alltid. Det er antagelig ikke vanskeligere å øke muskelmassen på et menneske enn på en beagle.

Sommeren 2015 publiserte kinesiske forskere eksperimenter med å bruke CRISPR på menneskelige fostre.

Den 21. januar 2018 meldte kinesiske kilder at åttiseks personer hadde fått genene sine redigert ved hjelp av CRISPR.

Men det trenger ikke være riktig så Øst-Tyskland.

Reparasjon eller forbedring

Hva om vi vet hvilke deler av et gen som under visse vilkår og med litt ekstra uflaks gjør at vi utvikler kreft? Hva om vi vet hvor vi skal gripe inn for å redusere risikoen for Alzheimer, diabetes eller hjertesykdommer en gang langt ut i livet?

Skal vi da ha lov til å redigere genet i fosteret, lenge før et menneske er født? Skal vi ha lov til å reparere genet i kjønnscellene, slik at heller ikke kommende generasjoner kan utvikle denne kreften, Alzheimeren eller sukkersyken?

Og skal vi ha lov til å forbedre de fullstendig friske og normale genene våre også? For å få mer muskler? Her må det tenkes og diskuteres.

Grep om mutasjonenen

«En av de mest monumentale oppdagelser innen biologien» skrev New York Times om en av bøkene om CRISPR, A Crack in Creation – The New Power to Control Evolution.

Nesten riktig – men ikke helt. Evolusjon er samspillet mellom nye mutasjoner og det naturlige utvalg. Vi har nå sjansen til å få grepet om de nye mutasjonene – det naturlige utvalg er en helt annen historie.