Alles, was Sie über CRISPR wissen sollten - und wo Sie mehr erfahren können

Eine Einführung in die Geneditierung für den Rest von uns

Vor einigen Monaten hat jemand in meinem Facebook-Newsfeed einen Artikel mit dem Titel "Sie werden nicht glauben, was Wissenschaftler mit CRISPR machen" geteilt. Mein erster Gedanke war: "Was ist CRISPR?"

Nach ein wenig Recherche wurde mir klar, wie schwierig es ist, sich mit Themen außerhalb meines Fachgebiets (Software und Startups) vertraut zu machen. Was sind die besten Einführungserklärungen - Print, Video und Audio? Wer sind die wichtigsten Vordenker, Betreiber oder Forscher? Nach mehr als 30 Stunden Recherche habe ich so viel gelernt, aber ich habe auch viel Zeit damit verschwendet, minderwertige Derivate herauszufiltern.

Nachdem ich so viel Zeit mit der Erforschung von CRISPR verbracht hatte, dachte ich, ich würde allen anderen die Zeit sparen, eine Zusammenfassung schreiben, warum ich denke, dass es eine große Sache ist, und dann einige der besten Inhalte zu dem Thema kuratieren, das ich gefunden habe.

Wenn die Leute dies wertvoll finden, werde ich mich eingehend mit einem anderen Thema befassen und würde gerne hören, über welche Themen Sie lernen möchten.

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Inhaltsverzeichnis

1. Die Super Duper High Level Zusammenfassung 2. Großartiger Starter-Inhalt 2.1. Mein Favorit Weiterführende Literatur 2.2. Meine Lieblingsvideos 2.3. Meine Lieblings-Podcasts 3. Personen und Veröffentlichungen 4. Zu beobachtende Unternehmen

Die Super Duper High Level Zusammenfassung

Als ich CRISPR endlich in den Griff bekam, hatte ich eine Offenbarung. Manchmal frage ich mich: "Welche Technologie werden wir erfinden, die möglicherweise die Welt genauso verändern könnte wie das Internet?"

Nach all meinen Recherchen bin ich überzeugt, dass CRISPR genau das Potenzial dazu hat.

CRISPR ist ein Begriff, der häufig verwendet wird, um sich auf neue Methoden zu beziehen, mit denen DNA (das ist die Chemikalie, aus der alle Ihre Gene bestehen, die zusammengenommen Ihr einzigartiges Genom sind) mit einer Genauigkeit bearbeitet wird, die der Verwendung eines mikroskopischen Skalpells ähnelt.

CRISPR steht für Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats. Kein Wissenschaftler? Ich auch. Im Normalfall ist CRISPR das, was Wissenschaftler kleine (kurze) DNA-Muster (Wiederholungen) nennen, die in voneinander beabstandeten Gruppen (in regelmäßigen Abständen gruppiert) auftreten, die vor und zurück gleich geschrieben sind (palindromisch). Sie werden häufig CRISPR wie dieses "CRISPR-Cas9" oder "CRISPR-Cpf1" anhängen sehen. Cas9 und Cpf1 sind Proteine, die mit diesen DNA-Abschnitten verwendet werden können, um sie zu bearbeiten¹².

Die Verwendung von CRISPR zum Bearbeiten von DNA ist so günstig, dass ein Doktorand mit Zugang zu einem Labor für 75 US-Dollar anfangen kann. Mit diesen Methoden haben Wissenschaftler in Labors bereits Genome in Mäusen bearbeitet, die ihr Fell von schwarz nach weiß geändert haben³, in Tomaten, die die Fäulnis verlangsamen, und erneut in Mäusen, die die Blindheit umkehrten und Mutationen verursachten.

Der wissenschaftliche Konsens scheint zu behaupten, dass CRISPR enorm sein wird. Während CRISPR verwendet werden könnte, um eine Vielzahl von Krankheiten zu heilen, befürchten einige, dass es verwendet werden könnte, um Übermenschen zu erschaffen oder zu einer versehentlichen biologischen Katastrophe zu führen.

Wie würde das funktionieren?

Nun, Wissenschaftler werfen derzeit wilde Ideen für die Anwendung von CRISPR auf, wie „Ihre Knochen so hart zu machen, dass sie einen chirurgischen Bohrer brechen“ und Mücken genetisch zu sterilisieren, um die Ausbreitung von Malaria und Zika⁸ ⁹ zu verhindern. Während eine Welt ohne Malaria und Zika schön klingen mag, denken Sie daran, dass wir nicht wissen, welche Auswirkungen dies auf die Biosphäre haben könnte.

Darüber hinaus werden einige dieser „Ideen“ von der Bill and Melinda Gates Foundation und zahlreichen Risikokapitalfonds mit Millionen von Dollar finanziert. Nach einem ersten Durchgang fand ich 15 Unternehmen, die nach Angaben von Mattermark insgesamt mehr als 1 Milliarde US-Dollar gesammelt haben.

Aber warte, da ist noch mehr.

Chinesische Wissenschaftler haben bereits zwei Experimente an menschlichen Embryonen versucht. Das Bearbeiten der DNA menschlicher Embryonen ist besonders umstritten, da Nachkommen des bearbeiteten Menschen diese Merkmale erben könnten, wenn die DNA wie beabsichtigt bearbeitet wird.

In diesem Fall konnten die Embryonen nicht zur vollen Laufzeit gebracht werden¹⁰, und die Experimente waren im Wesentlichen Fehlschläge. Der zweite der beiden hat der wissenschaftlichen Gemeinschaft bewiesen, dass die Bearbeitung menschlicher DNA, die durch Reproduktion über eine Methode, einen „Gen-Antrieb“, weitergegeben werden kann, viel komplizierter ist als die Änderung der Fellfarbe bei Mäusen¹¹.

Das Bearbeiten des menschlichen Genoms erschreckt viele Menschen. Es wirft endlose ethische Fragen auf und weckt Erinnerungen an das Gattaca von 1997. Bevor Sie jedoch Ihre Heugabel ausbrechen, sollten Sie wissen, dass „wir Menschen bereits aufgrund von Erkrankungen vorab auswählen“, da eine Studie aus dem Jahr 1999 ergab, dass 92% der Schwangerschaften, bei denen ein Down-Syndrom festgestellt wurde, in Europa beendet wurden¹².

Schließlich dreht sich ein Großteil der Medienberichterstattung über CRISPR um einen Patentstreit zwischen zwei Gruppen von Wissenschaftlern, die seitdem Unternehmen gegründet haben und innerhalb weniger Monate CRISPR-Cas9-Patente angemeldet haben.

Um es einfach zu halten, sitzt Jennifer Doudna von der University of California in Berkeley und Gründerin von Intellia Therapeutics auf einer Seite. Auf der anderen Seite Feng Zhang vom Broad Institute of Harvard und MIT und Gründer von Editas Medicine.

Die Medien lieben einen guten Patentstreit, aber The New Yorker berichtete 2015 über Folgendes:

„Zhang wurde das Patent erteilt, aber die University of California hat eine offizielle Neubewertung beantragt, und eine Entscheidung wurde noch nicht erlassen. Sowohl er als auch Doudna beschrieben den Anzug für mich als "eine Ablenkung", von der sie wünschten, sie würde verschwinden. Beide haben sich verpflichtet, das gesamte geistige Eigentum den Forschern kostenlos zur Verfügung zu stellen (und das haben sie auch). “

Meine Sicht auf die Gegenwart und Zukunft von CRISPR

Ich denke, es ist absolut verrückt, dass in der Mehrzahl der Medienberichte, die ich über eine beträchtliche Menge an Googeln gefunden habe (so lernen die meisten Leute), nur ein Artikel dies erwähnte. Einer. Ich habe sogar mit einem Risikokapitalgeber einer bekannten Firma gesprochen, der CRISPR wegen des Patentstreits als potenziellen Investitionsbereich abgetan hatte. Jetzt, da er weiß, dass die IP höchstwahrscheinlich kostenlos vergeben wird, glaube ich, dass er einen zweiten Blick darauf werfen wird.

Handys in den 80ern = CRISPR im Jahr 2016 | Bildnachweis: Getty Images + meine ausgefallenen Photoshop-Fähigkeiten.

Nach all meinen Nachforschungen kann ich nicht anders, als das Gefühl zu bekommen, dass es für CRISPR noch früh ist, aber dies ist eine dieser Entwicklungen, die unser Leben sehr verändern werden. Ich war noch nicht einmal geboren, als die Handys hier links so groß waren wie der Schnurrbart, aber ich wette, während sich die Leute in den 80ern für Handys begeisterten, konnten sich nur sehr wenige Leute vorstellen, dass Motorola große graue Backsteintelefone sind würde zu iPhones führen, die unseren Blutdruck überwachen, eine Weltkarte halten und unsere Lichter ein- und ausschalten könnten.

Für mich ist CRISPR der Beginn eines neuen Zeitalters von Werkzeugen, mit denen Biologen unsere DNA manipulieren werden. Es würde mich überhaupt nicht wundern, wenn wir sehen würden, dass eine Krankheit von Wissenschaftlern, die CRISPR verwenden, bis 2020 geheilt wird. Ob es nun 2020, 2030 oder 2040 ist, was zählt, ist, dass es eine sein wird, sobald die Präzision zur Beseitigung oder Heilung einer Krankheit erreicht ist Wendepunkt, der es uns ermöglicht, viele von ihnen zu beseitigen oder zu heilen.

Die Fähigkeit, DNA zu bearbeiten, wirft viele ethische Fragen auf, und wir sollten uns die Zeit nehmen, diese am Esstisch zu diskutieren. Würden Sie anrufen, um die DNA Ihres Kindes zu bearbeiten, um zu verhindern, dass es an einer Krankheit leidet? Was ist mit der Änderung ihrer DNA, um eine bestimmte Augenfarbe zu haben? Es ist ein rutschiger Hang, aber ich bin mir ziemlich sicher, dass jemand die Entscheidung treffen wird, beides zu tun.

Ich glaube, dieser Tag wird in unseren Leben kommen, aber selbst wenn Sie es nicht tun, was ist, wenn es so ist?

Wo Sie anfangen sollten, CRISPR kennenzulernen

Nach stundenlangem Lesen über CRISPR sind dies die Artikel, Videos und Podcasts, die ich für den Einstieg als am hilfreichsten empfunden habe. Es gibt eine große Anzahl von Stücken, die tiefer gehen, und eine noch größere Anzahl, die wiederholen, was in dem behandelt wird, was ich hier kuratiert habe. Für so viele Inhaltstypen, die ich hier aufgelistet habe, habe ich mich entschieden, keine 2–3x andere einzuschließen.

In jedem Abschnitt wird der Inhalt von der längsten [30 m] bis zur kürzesten [4 m] Zeit zum Konsumieren sortiert. Jeder Abschnitt enthält einen Link zu einem Formular mit einem , damit ich dies kontinuierlich verbessern kann. Wenn ich also etwas verpasst oder einen Fehler gemacht habe, lassen Sie es mich wissen! Stücke mit einem sind mein Favorit.

Lesen

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[31m] 11.16.15 “The Gene Hackers”

Michael Spectre von The New Yorker teilt eine erstaunlich umfassende Analyse des Zustands von CRISPR. Er stellt Feng Zhang vor, einen von vielen Wissenschaftlern, denen Pionierarbeit bei der Verwendung von CRISPR zur Bearbeitung von Genomen zugeschrieben wird, skizziert aktuelle und zukünftige Anwendungen der Technologie, erkennt an, wie die Geschichte von CRISPR erst beginnt, und hilft uns zu verstehen, wie sich die Bearbeitung von Genomen im Laufe der Zeit entwickelt hat. Am interessantesten ist vielleicht, dass Michael eine Perspektive auf den Patentstreit über CRISPR bietet, der in vielen anderen Veröffentlichungen nicht zu finden ist, und sogar das Lager Doudna und das Lager Zhang zitiert, in denen sie sagen, dass sie planen, das geistige Eigentum an Forscher weiterzugeben. Der Artikel von Spectre ist auch einer der wenigen Beiträge, auf die ich gestoßen bin und in denen die Verwendung von Cpf1 erwähnt wird. Laut Zhang ist dieses Protein „kleiner und einfacher zu programmieren als Cas9“. Spectre geht auf die ethischen Bedenken mit beeindruckenden Details ein, um meinen persönlichen Lieblingsbeitrag abzuschließen. Es ist ein Jahr alt und die Wissenschaft schreitet schnell voran, aber dies ist ein großartiger Ort, um anzufangen.

[22m] 03.05.15 “Engineering the Perfect Baby”

Antonio Regalado von MIT Technology Review alarmiert über das Potenzial von CRISPR, zu Designer-Babys a la Gattaca zu führen. Regalado befasst sich eingehender mit der Bearbeitung von Keimbahnlinien als jeder andere Schriftsteller, den ich entdeckt habe, und lenkt besondere Aufmerksamkeit auf diejenigen, die die wissenschaftliche Parteilinie zurechtweisen und damit experimentieren, wie George Church und ein anderes Bostoner Startup, OvaScience. Er macht auf zukünftige Anwendungen von CRISPR aufmerksam, wie z. B. Verbesserungen beim Menschen wie „Ihre Knochen so hart zu machen, dass sie einen chirurgischen Bohrer brechen“. Regalados Beitrag ist durch einen ahnungsvollen Ton gekennzeichnet, aber es ist wichtig anzumerken, dass er vor der Veröffentlichung von Forschungsergebnissen chinesischer Wissenschaftler erfolgte, die darauf hinweisen, dass die Bearbeitung des menschlichen Genoms in Embryonen weitaus schwieriger sein wird als ursprünglich angenommen. "Engineering the Perfect Baby"

[20m] 08.01.15 “The Genesis Engine”

Amy Maxmen von WIRED schreibt die beste historische Aufzeichnung der Herkunft von CRISPR, die mir begegnet ist, beginnend mit der Asilomar-Konferenz von 1975 über die Ethik der Genombearbeitung. Amy macht auch auf große Unternehmen und das Interesse von Risikokapital an Unternehmen im Zusammenhang mit CRISPR aufmerksam und hebt Anwendungen von Lebensmitteln bis zur Bearbeitung des Mückengenoms hervor. Schließlich bietet sie einen viel weniger erschreckenden Blick auf CRISPR als Antonio Regalados "Engineering the Perfect Baby" und zeigt uns in "The Genesis Engine" sogar eine viel vorsichtigere Seite von George Church.

[14m] 04.13.16 “Die Erfindung des Aussterbens”

Antonio Regalado von MIT Technology Review macht auf die Verwendung von CRISPR aufmerksam, um das Genom von Mücken mithilfe einer als „Gen Drive“ bezeichneten Technik zu modifizieren, die dazu führen würde, dass Genommodifikationen auf die Nachkommen betroffener Mücken übertragen werden. Regalado weist darauf hin, dass die Gates Foundation 44 Millionen US-Dollar in ein Projekt namens „Target Malaria“ gesteckt hat, und die Stiftung ist nun davon überzeugt, dass die Nutzung des Gen-Laufwerks der Schlüssel zum Auslöschen von Malaria ist. Während das gut klingt, weist Regalado auch mit Fragen wie „Welches Land, welche Agentur oder welche Person hat das Recht, die Natur auf eine Weise zu verändern, die den gesamten Globus betreffen könnte?“ Auf die Risiken hin.

[5m] 23.04.15 „Chinesische Wissenschaftler bearbeiten Gene menschlicher Embryonen und geben Anlass zur Sorge“

Gina Kolata von der New York Times befasst sich mit der einschüchternden chinesischen Studie, in der CRISPR zur Bearbeitung der Keimbahn menschlicher Embryonen verwendet wurde. Kolata hilft uns zu verstehen, wie die Ergebnisse der Studie zeigen, dass die Technologie nicht für die Anwendung auf menschliche Embryonen bereit ist, und unterstützt Doudnas Forderung nach einem Moratorium dafür.

[5m] 21.06.16 „Bundesgremium genehmigt erste Verwendung der CRISPR-Geneditierung beim Menschen“

Sharon Begley von PBS gibt die erste Zulassung für die Anwendung von CRISPR bei Menschen in einer Studie zum Angriff auf Krebszellen bekannt.

Uhr

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[30m] 06.09.16 "Panorama auf CRISPR"

BBC One - Panorama hat den neuesten hochwertigen Inhalt veröffentlicht, den ich auf CRISPR finden konnte. Es enthält Interviews mit Schlüsselwissenschaftlern und untersucht aktive Experimente auf dem Bildschirm ausführlicher als alles andere, was ich finden konnte.

[17m] 04.10.16 „Gentechnik wird alles für immer verändern“

Kurzgesagt - Kurz gesagt, es wurde ein schöner, leicht verständlicher animierter Überblick über CRISPR, seine möglichen Anwendungen und ethischen Dilemmata erstellt und der Stand der Gentechnik mit dem Stand der Datenverarbeitung in den 1980er Jahren verglichen.

[16m] 11.12.15 „Wie wir mit CRISPR unsere DNA bearbeiten können“

Jennifer Doudna von der University of California in Berkeley und Intellia Therapeutics stellt auf der TED vor und erklärt, wie CRISPR zur Entwicklung von Genomen verwendet werden kann, und fordert eine globale Pause bei jeder klinischen Anwendung der CRISPR-Technologie in menschlichen Embryonen.

[10m] 10.24.16 “Was Sie über CRISPR wissen müssen”

Ellen Jorgensen von Genspace spricht bei TED und betont, dass sich die CRISPR-Technologie viel schneller bewegt als die Regulierungsmechanismen, die sie regeln, sich mit den Mythen und Realitäten rund um CRISPR befasst und offene Fragen im Zusammenhang mit CRISPR aufwirft.

[8m] 18.02.16 "Was ist CRISPR?"

Paul Andersen von Bozeman Science wird etwas technischer als die vorherigen Videos, als er erklärt, wie CRISPR funktioniert.

[7m] 10.08.16 CRISPR-Cas9 (Parodie „Mr. Sandman“)

Tim Blais von acapellascience führt eine lustige A-Capella-Erklärung von CRISPR durch.

[5m] 11.05.14 “Genombearbeitung mit CRISPR-Cas9”

Das McGovern-Institut für Hirnforschung am MIT führt uns in einer kurzen, formgetreuen Animation durch die Funktionsweise von CRISPR.

Hör mal zu

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[33m] 06.06.15 Radiolab “Antikörper Teil 1: CRISPR”

"Ich warte darauf, dass jemand sagt, dass CRISPR bei Spezies X nicht funktioniert, und das habe ich nicht gehört." - Wissenschaftsautor Carl Zimmer

[33m] 2016 Radiolab "Spende und Mutation"

[4m] 11.02.16 Morgenausgabe „Wissenschaft belohnt Eureka-Momente, außer wenn dies nicht der Fall ist“

[5m] 22.09.16 Morgenausgabe „Tabu brechen, schwedischer Wissenschaftler versucht, DNA gesunder menschlicher Embryonen zu bearbeiten“

[3m] 04.15.16 Alles in allem „Werden genetisch bearbeitete Lebensmittel reguliert? Der Fall des Pilzes “

[6m] 12.28.15 Alles in allem "Gen-Editing-Tool als Durchbruch gefeiert, und es ist wirklich eins"

[4m] 04.15.16 Alles in allem „Wissenschaftler diskutieren, wie weit sie bei der Bearbeitung menschlicher Gene gehen können“

[4m] 11.05.15 Morgenausgabe „Leistungsstarker 'Gene Drive' kann eine ganze Art schnell ändern”

Menschen & Publikationen

Wenn die Person auf Twitter ist, habe ich einen Link zu ihrem Konto erstellt. Wenn nicht, habe ich einen Link zu einem mit ihnen verknüpften Konto erstellt.

Wissenschaftler

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Jennifer Doudna & Emmanuelle Charpentier - Jennifer & Emmanuelle haben das erste Patent für die Verwendung von CRISPR-Cas9 angemeldet. Keiner von beiden ist auf Twitter aktiv, aber beide erscheinen regelmäßig in Video- und Audiointerviews im gesamten Web. Jennifer war Mitbegründerin von Intellia Therapeutics und Emmanuelle gründete Crispr Therapeutics, beide große Akteure auf diesem Gebiet.

Feng Zhang & George Church - Feng und George haben am MIT und in Harvard zusammengearbeitet. Feng reichte das zweite Patent für die Verwendung von CRISPR-Cas9 ein, aber sein Patent wurde zuerst genehmigt, weil sein Anwalt die Einreichung beschleunigte (smart). Die beiden gründeten Editas Medicine.

Veröffentlichungen (AZ)

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The Atlantic MIT Technology Review Natur Das New Yorker Science Magazine WIRED

Unternehmen zu beobachten

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Im Folgenden sind 16 Unternehmen aufgeführt, die jeweils mit CRISPR experimentieren. Laut Mattermark-Daten (vollständige Offenlegung, ich habe Mattermark mitbegründet) haben sie insgesamt mehr als 1 Mrd. USD gesammelt.

Editas Medicine (NASDAQ: EDIT) Intellia Therapeutics (NASDAQ: NTLA) Crispr Therapeutics (NASDAQ: CRSP) Ovascience (NASDAQ: OVAS) Sangamo BioSciences (NASDAQ: SGMO) Bluebird Bio (NASDAQ: BLUE) Horizon Discovery (LON: HZD) Grail Desktop Genetik Caribou Biowissenschaften Präzision BioWissenschaften Poseida Therapeutics Recombinetics Inc. Calyxt Transposagen Biopharmaceuticals Toolgen