Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

15.1: Wat is Gentechnologie?
INHOUDSOPGAVE

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
What is Genetic Engineering?
 
TRANSCRIPT

15.1: Wat is Gentechnologie?

Overzicht

Genetische manipulatie is het proces waarbij het DNA van een organisme wordt gewijzigd om nieuwe, gewenste eigenschappen te introduceren. Veel organismen, van bacteriën tot planten en dieren, zijn genetisch gemodificeerd voor academische, medische, agrarische en industriële doeleinden. Hoewel genetische manipulatie duidelijke voordelen heeft, is er sprake van ethische bezorgdheid over het wijzigen van mensen en onze voedselvoorziening.

Wetenschappers kunnen opzettelijk het genoom van een organisme wijzigen

Genetische manipulatie is mogelijk omdat de genetische code - de manier waarop informatie wordt gecodeerd door DNA - en de structuur van DNA universeel zijn onder alle levensvormen. Als gevolg hiervan kan de genetische code van een organisme op verschillende manieren worden gewijzigd.

De nucleotidesequentie kan selectief worden bewerkt met behulp van technieken zoals het CRISPR / Cas9-systeem. Bekend als de "moleculaire schaar", is het CRISPR / Cas9-systeem een aangeboren, prokaryotische immuunrespons die is gecoöpteerd voor het bewerken van genetische informatie.

Een gen kan ook uit een organisme worden verwijderd om een "knock-out" te creëren, of geïntroduceerd worden om een "knock-in" te creëren, via een proces dat gentargeting wordt genoemd. Deze methode is gebaseerd op homologe recombinatie - genetische uitwisseling tussen DNA-moleculen die een uitgebreid gebied delen met vergelijkbare sequenties - om een endogeen gen te modificeren.

Wetenschappers kunnen ook een gen van het ene organisme invoegen in het genoom van een ander, wat resulteert in een transgeen organisme. Over het algemeen wordt DNA dat uit verschillende bronnen is gecombineerd, recombinant DNA genoemd. Het organisme dat dat DNA ontvangt, wordt beschouwd als een genetisch gemodificeerd organisme of GGO.

Genetische manipulatie heeft invloed op de menselijke gezondheid en het welzijn

Genoombewerking heeft een aanzienlijke invloed gehad op wetenschappelijk onderzoek, landbouw, industrie en geneeskunde. Moleculair biologisch onderzoek voegt vaak transgenen - vreemde genen - toe aan bacteriën en virussen om de genfunctie en expressie te bestuderen. Bacteriën waren de eerste organismen die genetisch gemanipuleerd werden. Wetenschappers hebben het menselijke insulinegen geïntroduceerd om synthetische insuline te produceren die wordt gebruikt door mensen met diabetes.

Met een techniek die gentherapie wordt genoemd, kan een nieuw gen in een persoon worden ingebracht, zodat het eiwit waarvoor het codeert, in hun cellen tot expressie kan worden gebracht. Gentherapie biedt een genezing of behandeling voor sommige ernstige en anderszins onbehandelbare genetische ziekten. Wetenschappers hebben virussen aangepast om nieuwe genen aan gastheercellen te leveren. Deze aangepaste virussen kunnen zieke cellen infecteren en een correcte kopie van een defect gen invoegen, waarmee menselijke aandoeningen zoals ernstige gecombineerde immunodeficiëntie (SCID) worden behandeld.

Hoewel veel gentherapiebehandelingen gebruik maken van gemodificeerde virussen, is het CRISPR / Cas9-systeem een steeds populairdere techniek geworden. Het CRISPR / Cas9-systeem snijdt DNA door met behulp van een gids - RNA-sequenties die bekend staan als CRISPR - om de 'moleculaire schaar' - een enzym Cas9 genaamd - naar specifieke plaatsen in het genoom te leiden. Wetenschappers gebruiken dit molecuul om genetisch materiaal toe te voegen, te verwijderen of te wijzigen. CRISPR / Cas9 is in muismodellen gebruikt om fouten te corrigeren in genen die verantwoordelijk zijn voor spierdystrofie van Duchenne, hepatitis B, cataracts en hart- en vaatziekten.

Hoewel genetische manipulatie nieuwe behandelingen voor ziekten kan opleveren, kan het ook voor andere praktische doeleinden worden gebruikt. Er zijn transgene geiten ontwikkeld die spinrag in hun melk produceren voor industrieel gebruik. In de landbouw zijn sommige planten genetisch gemodificeerd om eigenschappen zoals voedingswaarde en plaagresistentie te verbeteren. Recente en toekomstige vorderingen op het gebied van genetische manipulatie zullen waarschijnlijk gevolgen blijven hebben voor zowel de menselijke gezondheid als het welzijn.

Ethische zorgen met betrekking tot genetische manipulatie

Genetische manipulatie heeft een groot potentieel, maar waar trekken we de grens? Wetenschappers en de samenleving moeten deze vraag beantwoorden. Het aanpassen van het menselijk genoom, vooral in kiembaancellen, is een belangrijke ethische zorg. De meeste gentherapieën veranderen somatische cellen, dus genetische veranderingen hebben alleen invloed op het individu. Veranderingen in de kiembaan van een persoon worden echter ook geërfd door hun nakomelingen.

In 2018 schokte een wetenschapper de wereld toen hij naar verluidt de eerste baby's had gemaakt die genetisch gemodificeerd waren met CRISPR. Hij probeerde de baby's van een tweeling resistent te maken tegen hiv door een onbestudeerde kiembaanmutatie te introduceren. Zijn acties wekten verontwaardiging en bezorgdheid op toen wetenschappers en het publiek worstelden met wat dit voor de mensheid betekende. Het blijft onduidelijk hoe dit de gezondheid van de baby's, hun toekomstige nakomelingen of de bevolking zal beïnvloeden.

Een ander punt van zorg is het gebruik van vreemd genetisch materiaal om de voedselvoorziening te verbeteren. Planten zijn de meest voorkomende genetisch gemodificeerde voedselbron, met 28 landen die wereldwijd bijna 450 miljoen hectare genetisch gemodificeerde gewassen verbouwen. Hoewel er een enorm potentieel is om de voedselvoorziening voor een groeiende wereldbevolking veilig te stellen, zijn wetenschappelijk langetermijnstudies nodig om de zorgen van GGO-critici weg te nemen.


Aanbevolen Lectuur

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter