Sejak penubuhannya empat dekad yang lalu, kejuruteraan genetik telah menjadi sumber harapan besar dalam penjagaan kesihatan, pertanian dan industri. Tetapi itu juga menimbulkan keprihatinan yang mendalam, terutama kerana kesulitan proses penyuntingan genom. Kini teknik baru, CRISPR-Cas, menawarkan ketepatan dan kemampuan untuk mengubah teks genom di beberapa lokasi secara serentak. Tetapi ini tidak menghilangkan kebimbangan.
Genom dapat dilihat sebagai jenis skor muzik. Dengan cara yang sama bahawa nota memberitahu pemuzik di orkestra kapan dan bagaimana bermain, genom memberitahu bahagian penyusun sel (biasanya protein) apa yang harus mereka lakukan. Skor itu juga boleh merangkumi catatan komposer yang menunjukkan kemungkinan perubahan, kelebihan, yang mungkin ditambahkan atau dikecualikan, mengikut mana-mana. Untuk genom, "nota" seperti itu muncul dari kehidupan sel selama beberapa generasi dalam persekitaran yang sentiasa berubah.
Program genetik DNA mirip dengan buku yang rapuh: susunan halamannya dapat berubah, dan ada juga yang beralih ke program sel lain. Sekiranya halaman dilaminasi, halaman tersebut kurang terdedah kepada kerosakan ketika terbalik. Begitu juga, elemen program genetik, yang dilindungi oleh lapisan yang kuat, lebih baik dapat meresap ke dalam pelbagai sel dan kemudian membiak ketika sel membelah.
Selepas itu, elemen ini menjadi virus yang cepat merebak. Langkah seterusnya adalah sel yang menghasilkan semula virus - tidak berguna atau berbahaya - untuk mengembangkan cara untuk menangkalnya. Dan sebenarnya, ini adalah bagaimana proses CRISPR-Cas pertama kali muncul untuk melindungi bakteria daripada menyerang virus.
Proses ini membolehkan harta tanah yang diperoleh dapat diwarisi. Semasa jangkitan pertama, serpihan kecil genom virus - sejenis tanda tangan - disalin ke pulau genom CRISPR (serpihan genom tambahan, di luar teks genom ibu bapa). Akibatnya, ingatan terhadap jangkitan berterusan selama beberapa generasi. Apabila keturunan sel dijangkiti virus, urutannya akan dibandingkan dengan genom virus. Sekiranya virus serupa menjangkiti induk sel, keturunan akan mengenalinya, dan mekanisme khas akan memusnahkannya.
Bagi para saintis, proses penguraian yang rumit ini memakan masa selama beberapa dekad, terutama kerana bertentangan dengan teori evolusi standard. Tetapi hingga kini, para saintis telah mengetahui cara meniru proses tersebut, yang memungkinkan manusia untuk mengedit genom tertentu dengan ketepatan yang paling tinggi - praktikalnya cawan kejuruteraan genetik dalam hampir 50 tahun.
Ini bermaksud saintis dapat menggunakan mekanisme CRISPR-Cas untuk menyelesaikan masalah dalam genom - kesamaan kesalahan menaip dalam teks bertulis. Sebagai contoh, sekiranya berlaku barah, kita ingin memusnahkan gen yang membolehkan sel tumor membiak. Kami juga berminat untuk memperkenalkan gen ke dalam sel yang tidak pernah menerimanya melalui penularan genetik semula jadi.
Tidak ada yang baru untuk tujuan ini. Tetapi dengan CRISPR-Cas, kami lebih lengkap untuk mencapainya. Kaedah sebelumnya telah meninggalkan jejak dalam genom yang diubah, menyumbang, misalnya, terhadap ketahanan terhadap antibiotik. Sebaliknya, mutasi yang dihasilkan oleh CRISPR-Cas tidak berbeza dengan mutasi yang timbul secara spontan. Itulah sebabnya, Pentadbiran Makanan dan Dadah AS memutuskan bahawa bahan-bahan tersebut tidak boleh dilabel sebagai organisma yang diubahsuai secara genetik.
Video promosi:
Sekiranya beberapa gen harus diubah, kaedah sebelumnya sangat sukar kerana prosesnya harus dilakukan secara berurutan. Terima kasih kepada CRISPR-Cas, kemampuan untuk melakukan pengubahsuaian genom pada masa yang sama telah memungkinkan penciptaan cendawan dan epal yang tidak mengoksidakan atau berubah menjadi coklat ketika bersentuhan dengan udara - hasil yang memerlukan penyahaktifan beberapa gen secara serentak. Epal ini sudah ada di pasaran dan tidak dianggap sebagai organisma yang diubahsuai secara genetik.
Aplikasi lain sedang dalam pembangunan. Prosedur penjanaan gen yang disebut untuk memanipulasi genom dapat mengurangkan kemudaratan yang disebabkan oleh serangga yang membawa penyakit. Pengubahsuaian gamet yang disasarkan pada nyamuk - yang paling mematikan di dunia bagi manusia - akan menjadikan mereka tidak mampu menyebarkan virus atau parasit.
Tetapi penggunaan CRISPR-Cas mesti didekati dengan berhati-hati. Walaupun teknologi ini dapat membuktikan keuntungan dalam memerangi banyak penyakit mematikan, teknologi ini juga membawa risiko serius dan berpotensi sepenuhnya tidak dapat diramalkan. Pertama, kerana genom membiak dan merebak melalui pembiakan, mengubah keseluruhan populasi hanya memerlukan pengubahsuaian sebilangan kecil individu, terutamanya jika kitaran hidup organisma pendek.
Lebih-lebih lagi, memandangkan wujudnya hibridisasi di antara spesies yang berdekatan, ada kemungkinan bahawa pengubahsuaian satu spesies nyamuk juga akan menyebar secara beransur-ansur dan tidak terkawal ke spesies lain. Analisis genom haiwan menunjukkan bahawa kejadian seperti itu telah terjadi pada masa lalu, dengan spesies ditangkap oleh unsur genetik yang dapat mempengaruhi keseimbangan ekosistem dan evolusi spesies (walaupun mustahil untuk mengatakan bagaimana). Dan jika mengubah populasi nyamuk itu berbahaya, tidak diketahui apa yang boleh terjadi jika kita mengubah sel manusia - khususnya sel kuman - tanpa analisis yang teliti.
Teknologi CRISPR-Cas siap mengubah dunia. Cabaran utama hari ini adalah memastikan perubahan ini berjaya.
Antoine Danchin
