1. Resumé
Nye landvindinger indenfor genom redigering baseret på specielt CRISPR-Cas9 systemet giver muligheder for at ændre og systematisk undersøge genomer. Det foreslås derfor at iværksætte grundvidenskabelig, lægevidenskabelig og bioteknologisk forskning som kan udfolde dette potentiale til gavn for det danske samfund.
2. Samfundsudfordringer og/eller muligheder
Cas9 enzymer kan dirigeres til specifikke steder i komplekse genomer ved at anvende en kort RNA sekvens. Dette system kan udnyttes til at fjerne, indsætte og ændre DNA sekvenser i mammale celler eller organismer. Indenfor bioteknologisk forskning giver denne form for genom redigering mulighed for at danne industrielt relevante organismer til fremstilling af medicin og fødevareprodukter. Indenfor grundvidenskabelig og lægevidenskabelig forskning giver strategierne mulighed for at forstå sammenhænge mellem gener og deres funktioner og hvordan de er reguleret. Dersom metoderne er relativt specifikke og effektive, er det muligt at editere og undersøge hele netværk af gener og proteiner og dermed nærme sig en forståelse af komplekse og multifaktorielle sygdomme. Redigering i større skala kan anvendes til at screene for gener involveret i bestemte funktioner. Fluorescensmarkører og andre tags kan indsættes direkte i genomet hvorved lokalisering af endogene proteiner og deres interaktioner i cellen kan undersøges. Tilsvarende kan genom redigering anvendes til fremstilling af terapeutiske celler såsom T-celler eller stamceller hvor eksempelvis additive drug effekter kan undersøges.
3. Forskningsbehov
Genom redigerings teknologier er forbundet med en række udfordringer. Herunder effektivitet og ”off target” mutationer hvor ændringer sker andre steder i genomet end tiltænkt. Disse udfordringer kan imødekommes gennem og udvikling/videreudvikling som omfatter både teoretisk og eksperimentelt forskning.
Teknologier til genom redigering bliver i stigende grad implementeret i de akademiske miljøer i Danmark. For at høste og dele erfaringerne fra denne proces er der behov for at skabe rammer som giver mulighed for samarbejde mellem forskningsmiljøerne og mellem relevante industrielle aktører. Denne kunne ske gennem fællesbevillinger og ved at støtte forskningsinfrastrukturer.
Anvendelsesområdet for genom redigering er under stor udvikling. For at tage del i dette potentiale er der ligeledes behov for grundlagsskabende og tværdisciplinært forskning.
4. Forhold vedrørende udmøntning og implementering af forskningsindsatsen
Genom redigering giver mulighed for at korrigere for sygdomsfremkaldende genfejl. Dersom dette er muligt i både somatiske celler og i kønsceller, indebærer det en række problemstilliner som Etisk Råd netop har udtalt sig om.
5. Danske forudsætninger
Forskere ved det danske firma Danisco (nu DuPont) var de første til forstå sammenhængen mellem CRISPR og immunitet tilbage i 2007 og har siden udnyttet denne viden til at fremstille startkulturer af mælkesyrerbakterier som er resistente overfor problematiske bakteriofaginfektioner. Det danske firma Chr. Hansen sælger allerede sådanne produkter til fødevareindustrien. Danmark har således været med helt fremme i opdagelsen af Crispr systemet.
Danmark har med sine excellente biovidenskabelige og teknologiske kompetencer unikke forudsætninger for at udvikle og videreudvikle genom redigeringsværktøjer og udnytte deres anvendelsespotentiale. Indenfor sekventering af genomer kan de danske miljøer og deres tætte samarbejde med genomcentrene i Kina danne grundlag for en række nye muligheder. Indenfor systembiologi og big data analyser kan genom redigering anvendes til at teste teoretiske modeller i biologiske systemer. Indenfor forhistorisk DNA kan fortidsmutationer testes i nulevende organismer.
6. Mål, effekt og perspektiver
7. Kontaktperson
Professor Jens S. Andersen
Det Frie Forskningsråd | Natur og Univers
Tlf: 65 50 23 65
E-mail: Jens.andersen@bmb.sdu.dk