En septiembre de 2016, Jennifer Doudna llamado un nuevo compañero llamado Kyle Watters a su oficina. Por entonces, la Universidad de California, Berkeley, bioquímico fue famoso como el coinventor de CRISPR. La invención de la rápida y versátil herramienta para editar los genes que había saltado a su notoriedad global y a una riqueza considerable. Fue el fundador de varias compañías y había recaudado millones en la ciencia-premio en dinero.

Desgraciadamente, a pesar de que, como Doudna ha contado, fue perseguido por un sueño en el que Adolf Hitler apareció, con pluma y papel, solicitando una copia de la CRISPR receta. Qué horrible propósito Hitler podría tener? Doudna, en sus narraciones de su sueño, no decir.

Ahora Doudna la pregunta era, sería Watters gustaría trabajar en una forma de detenerlo? Dejar de CRISPR.

CRISPR se encuentra en el interior de las bacterias. Se trata de un mil millones de años, la defensa contra el saqueo a los virus que las manchas de su ADN y utiliza una tijera-como la proteína a picar para arriba. Doudna jugado un papel clave en la transformación de la búsqueda en un revolucionario gen de la herramienta de edición que se han llevado a todo el mundo, impulsando una ola de nuevas investigaciones y posibles curas.

Pero si los científicos a aprender para entregar el gen de los editores en el interior de los cuerpos de la gente, lo que para detener a un loco, terroristas, o estado de empleo de CRISPR para causar daño? La gente se imagina que la personalización de los ataques que la huelga sólo en ciertos grupos étnicos o super soldados editado para que no sienta dolor. Doudna estaba bien familiarizado con el dilema. En su libro Una Grieta en la Creación, ella escribió que ella temía gen de la edición podría venir a la atención del mundo, como la energía atómica, en una nube en forma de hongo. “¿Podría yo y otros científicos interesados guardar CRISPR de sí mismo … antes de que un cataclismo ocurrió?”

Ahora ella tendría una oportunidad. Anteriormente en el año 2016, las agencias de inteligencia estadounidenses habían designado gen de la edición como una potencial arma de destrucción masiva. En septiembre de ese año, la Defense Advanced Research projects Agency (DARPA) se había lanzado en, poniendo un llamado a las nuevas maneras de controlar o revertir los efectos de la gen-edición de la tecnología. El programa, denominado Seguro Genes, terminaría con un presupuesto de más de $65 millones, lo que es una de las mayores fuentes de dinero en efectivo para CRISPR de investigación, aparte de la biotecnología startups desarrollo de nuevos tratamientos genéticos.

Uno de los problemas, como DARPA vimos, era la falta de un fácil-a-uso de contramedidas, botón deshacer, o antídoto para CRISPR. Y la más poderosa del gen de la edición se convierte, más que podamos necesitar uno—en caso de un accidente de laboratorio, o peor. Como UC Berkeley ponerlo en una 2017 comunicado de prensa después de Doudna, con Watters la ayuda, afirmó parte de la gran DARPA contrato, la universidad de la intención de construir herramientas para contrarrestar las amenazas bioterroristas, incluyendo “el empleo de armas CRISPR sí mismo.”

CRISPR armas? Les dejamos a su imaginación exactamente lo que uno podría parecer. Lo que es seguro decir, sin embargo, es que DARPA ha pedido Doudna y otros para empezar a buscar en tratamientos profilácticos o incluso pastillas que usted podría tomar para detener el gen de la edición, la forma en que se puede ingerir antibióticos si has conseguido una ántrax carta en el correo. Los científicos bajo Doudna del proyecto dicen que están listos para empezar las pruebas iniciales en ratones para ver si los roedores pueden ser inmunes a CRISPR editores.

“Podemos apagar CRISPR?”, se pregunta José S. Schoeniger, que conduce uno de los brazos del esfuerzo de defensa en los Laboratorios Nacionales de Sandia, en Livermore, California. “Eso es lo que estamos buscando. El concepto básico es que esta tecnología está llegando, [entonces] ¿no sería bueno tener un interruptor de apagado.”

Jennifer Doudna

Alexander Heinl/picture-alliance/dpa/AP Images

Anti-CRISPR

Por el momento Doudna elaborado su propuesta de DARPA, otros científicos ya tenía una gran idea de cómo dejar de CRISPR. En la antigua lucha entre las bacterias y los virus llamados fagos que infectan a ellos, de fagos que había desarrollado sus propios antídotos para CRISPR. De hecho, sus genomas, se ha descubierto, puerto de la capacidad para producir lo que es esencialmente CRISPR kryptonite—proteínas pequeñas exquisitamente ajustado por la evolución para desactivar el gen de la herramienta de edición. Los científicos llaman a estas moléculas “anti-CRISPRs.”

El primer anti-CRISPRs fueron descubiertas en 2013 por un estudiante en la Universidad de Toronto llamado José Bondy-Denomy. “Fue la casualidad. Nos topamos en el hecho de que algunos fagos parecía ser resistentes a la CRISPR. Cuando ponemos el fago en una celda, las bacterias no podía protegerse a sí mismo,” dice Bondy-Denomy, ahora profesor en la Universidad de California, San Francisco. Él rápidamente se centró en uno de los virus del 50 y tantos genes como el de la razón. “Pensamos que, wow, tal vez esta es la desactivación de CRISPR.”

El número de laboratorios de estudio de estas defensas es menor que el número de trabajar con CRISPR. Pero anti-CRISPR se está convirtiendo en un campo en plena expansión en su propio derecho. Más de 40 anti-CRISPR proteínas, ya se han encontrado, muchos por Doudna del laboratorio. Otros equipos están teniendo éxito temprano localizar convencional sustancias químicas que pueden inhibir CRISPR así. Hoy en día, Amit Choudhary de la Escuela Médica de Harvard, en Boston, también con financiación de DARPA, informó que él había encontrado dos fármacos que impiden la gen-edición cuando se mezcla con las células humanas. “El sello distintivo de cualquier tecnología de gran alcance es el control”, dice Choudhary. “Es así de simple.”

Investigadores como Bondy-Denomy creer anti-CRISPRs podría tener un papel en la mejora de futuras gen-edición de tratamientos, proporcionando a los investigadores un control más preciso. Por ejemplo, un equipo en Alemania recientemente se demostró que si se combinan CRISPR y anti-CRISPR, que podría crear un editor que va a cambiar el ADN sólo en las células del hígado, no en las neuronas o en el músculo.

Otra aplicación que se está estudiando es si el anti-CRISPR podría crear una salvaguardia contra el “gen de unidades.” La Fundación Bill & Melinda Gates es la de respaldar el desarrollo de un CRISPR herramienta que se extienda a pesar de los mosquitos salvajes, causando que sus poblaciones se bloquee, con la idea de la prevención de la malaria. Otros quieren desarrollar gen unidades en ratones, por lo que podemos eliminar los roedores de las islas sin el uso de veneno.

Pero, ¿y si estos experimentos se descontrolan y conducir a la extinción? Los investigadores creen que pueden crear organismos con anti-CRISPR programado en sus genomas así son inmunes. En una primera prueba de principio, los científicos en Kansas último año de ingeniería de células de levadura con anti-CRISPR para resistir un gen de la unidad. “Si algunos de corea del Norte de laboratorio viene a usted con un gen de la unidad para limpiar una importancia económica de los cultivos, usted podría tener un cultivo transgénico que [es resistente a]. Que es el dibujo de la junta de escenario”, dice Erik Sontheimer de la Universidad de Massachusetts Medical School.

Un biosurprise

El advenimiento de la CRISPR herramienta a partir de mediados de 2012 sorprendido a los científicos. Esencialmente la noche a la mañana, jamón de mano de formas de la ingeniería genética fueron reemplazados por un barato, versátil y programable por medio de cambiar el ADN en el interior de cualquier cosa viviente. Los meteorólogos cuyo trabajo era para anticiparse a nuevos peligros “totalmente perdido” CRISPR, dice Renee Wegrzyn, la biodefensa científico que se ejecuta DARPA del programa. El humillante fracaso de ver el futuro se transformaron rápidamente en una “crítica urgente para la seguridad nacional”.

Eso es porque los investigadores, los médicos y nuevas empresas, respaldado por los capitalistas de riesgo comenzó una carrera para aprender cómo implementar CRISPR en el interior de las plantas, los animales y los seres humanos, el uso de virus, las inyecciones, las nanopartículas, o descargas eléctricas. Y la mejor que tengo en ello, más realista algún tipo de novela biothreat podría llegar a ser.

En 2015, Doudna había comenzado también a la pregunta de cómo CRISPR estaba siendo utilizado en más de la rutina del laboratorio de investigación de configuración. Algunos de los experimentos que se veía peligroso—¿qué pasa si un estudiante de posgrado fue herido? “Estamos empujando estas tecnologías en el mundo, y no estamos acompañándolos con las medidas de seguridad que deben estar en su lugar,” Wegrzyn, dijo en una reunión de la Long Now Foundation, en el 2017, en San Francisco. “Realmente empecé a sentir una sensación de urgencia que se necesitaba a alguien para hacer algo acerca de esto.”

En su charla, Wegrzyn dijo que el peligro de CRISPR era evidente cómo los científicos ya estaban usando el gen-edición para que los ratones enfermos al cortar genes importantes. “No creo que se necesite ser un bioseguridad experto para reconocer que existe una necesidad de examinar cuando se mira una herramienta que puede curar y causar la enfermedad”, dijo a la California de reunión. “Si tenemos que apagar un gen editor de inmediato, simplemente no sabemos cómo hacerlo.”

Todavía no hay un acuerdo acerca de lo peligroso CRISPR podría estar en las manos equivocadas. “Equipo rojo” ejercicios patrocinado por la Agencia Central de Inteligencia durante el verano de 2016, donde un grupo de analistas llaman el Jasons se pidió a soñar hasta la peor de sus ideas, no resolver la cuestión. Más tarde, la academia Nacional de Ciencias, la Ingeniería y la Medicina, a petición del Departamento de Defensa, producido toda una clasificación de las posibles amenazas de la biología sintética, poniendo CRISPR armas hacia el centro del paquete. El militar dijo que no veía un peligro inminente para los soldados.

Doudna está de acuerdo en que CRISPR los peligros no debe ser exagerada. “Me estas preguntas mucho acerca de CRISPR sistemas y aplicaciones infames, y mi sensación es que yo no soy más o menos preocupado acerca de CRISPR que otras cosas. Alguien podría sintetizar el virus de la viruela”, dice ella. Del mismo modo, mientras que su investigación puede llevar a un eventual gen-edición antídoto, su trabajo en laboratorio con anti-CRISPRs es principalmente abordar cuestiones biológicas fundamentales. “Todavía estoy en el paso uno,” ella dice. “¿Cómo funcionan?”

Otros, sin embargo, la preocupación de los riesgos son ya evidentes, y que antídotos no puede llegar lo suficientemente pronto. Por ejemplo, algunos científicos han tratado de evitar que la discusión pública de la específica CRISPR estudios, o incluso eliminar la mención de ellos desde internet, presumiblemente para permitir a los científicos más tiempo para desarrollar contramedidas. “La actitud predominante es la de no dar a la gente la pesadilla de combustible mientras estamos activamente buscando respuestas. Siempre hay una preocupación acerca de los primeros freak-out”, dice Doudna del ex colaborador de Watters, que en 2018 el autor de la revisión del gen de la edición de sus implicaciones para la bioseguridad.

Un video que muestra CRISPR edición de ADN en tiempo real

Osamu Nureki, La Naturaleza De Las Comunicaciones

CRISPR defensa

Este año, como parte de Doudna del DARPA del proyecto, los equipos de científicos planean comenzar sus primeros experimentos en ratones para determinar si es posible para protegerlos de CRISPR. Un laboratorio implicados en el trabajo se encuentra en los Laboratorios Nacionales de Sandia, que se emplean los ratones preparado para la edición, debido a que están diseñados para ser nacido con CRISPR molecular de tijeras, una proteína llamada Cas9, en cada célula.

Schoeniger, que lleva a la Sandia esfuerzo, dice pronto su laboratorio de instruir a los ratones a la edición en sí, pero que también les dará una inyección de anti-CRISPR moléculas, para ver si el proceso está bloqueado. “Anti-CRISPR funciona bien en la naturaleza, y estamos tratando de ver si funciona bien en los animales”, dice.

Schoeniger cree que existe un “riesgo significativo de exposición accidental” a CRISPR agentes. Como una gran industria de salta alrededor de la herramienta de edición, CRISPR está siendo formulada en terapias génicas, inyecciones, pomadas, y la comida, lo que incrementa la probabilidad de un accidente del laboratorio. Incluso un secreto de armas biológicas programa es más probable que la liberación de un diseñador de germen por accidente que es para lanzar un ataque. “Como la gente usa esto en más grande y más grande cantidades, hay un aumento de la posibilidad de que las personas que entren en contacto, de ser apuñalado o rociado,” él dice. “Y si me da un mutágeno se rocía en mis ojos, sería bueno parar”.

Trabajo en un antídoto también podría ser útil sólo como relaciones públicas. Se podría, al menos, “aplacar la mental, la accesibilidad a una maligna de la personalidad,” Schoeniger dice. “Si se puede desactivar, tal vez no se molestó. Desde un punto de vista psicológico, es bueno tener un “botón”. Es bueno para el posicionamiento que la tecnología en la sociedad.”

Schoeniger no está bajo la ilusión de que un antídoto para CRISPR hará amenazas desaparece. De hecho, el problema de seguridad está creciendo, como los laboratorios de mejorar la herramienta y de inventar relacionados, cada uno con diferentes implicaciones para biodefenders. Los científicos pueden sentirse desconcertados por la tremenda velocidad a la que el gen de la edición, y la biología sintética, más ampliamente, se está acelerando, y cómo la información se está extendiendo en línea.

“Nos fijamos en el riesgo global frente a la tecnología, cómo se mantiene en evolución, y cómo [es] para permanecer en la parte superior de la misma, y lo rápido que la gente se deshace de los escenarios, y es difícil racional de la dirección de ese riesgo,” Schoeniger dice. Mientras tanto, dice, el aprendizaje de cómo bloquear CRISPR, en su clásico, la forma más simple, parece un buen lugar para empezar. “Parece obvio que nos gustaría para modular la tecnología, así que vamos a hacerlo a la vez que tratando de ordenar las prioridades”, dice Schoeniger. “Hasta cierto punto, es un desastre; la nueva tecnología se está expandiendo muy rápido”.

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