Kujutage ette, et saaksite ravida mis tahes geneetilist haigust, ennetada bakterid alates antibiootikumide vastupanu, muutke sääski nii, et nad ei saa malaariat edastada, vähi ennetamiseks või loomade elundite edukaks siirdamiseks inimestele ilma äratõukereaktsioonita. Nende eesmärkide saavutamiseks vajalik molekulaarmehhanism ei ole kauges tulevikus seatud ulme romaani asi. Need on saavutatavad eesmärgid, mille võimaldab perekond DNA järjestused mida nimetatakse CRISPR-ideks.
CRISPR (hääldatakse "crisper") on akronüüm rühmale Reguleeritud regulaarselt vaheldumisi lühike kordus, rühm Bakterites leiduvad DNA järjestused, mis toimivad kaitsesüsteemina viiruste vastu, mis võivad bakterit nakatada. CRISPR-id on geneetiline kood, mille lõhustavad bakterit rünnanud viiruste järjestuste "vahetükid". Kui bakterid viirusega uuesti kokku puutuvad, toimib CRISPR omamoodi mälupangana, mis muudab raku kaitsmise lihtsamaks.
Rühmitatud DNA korduste avastamine toimus iseseisvalt 1980. ja 1990. aastatel Jaapani, Hollandi ja Hispaania teadlaste poolt. Akronüümi CRISPR pakkusid välja Francisco Mojica ja Ruud Jansen 2001. aastal, et vähendada segadust, mille põhjustas erinevate uurimisrühmade poolt teaduskirjanduses erinevate akronüümide kasutamine. Mojica püstitas oletuse, et CRISPR-id on bakteriaalsed vormid
omandatud immuunsus. 2007. aastal kontrollis seda eksperimentaalselt Philippe Horvathi juhitud meeskond. Ei läinud kaua, kui teadlased leidsid CRISPR-idega manipuleerimise ja laboratooriumis kasutamise viisi. 2013. aastal avaldas Zhangi labor esimesena CRISPR-ide kavandamise meetodi hiire ja humaanse genoomi redigeerimiseks.Põhimõtteliselt annab looduslikult esinev CRISPR rakkude otsimise ja hävitamise võimaluse. Bakterites toimib CRISPR transkribeerides vahejärjestusi, mis tuvastavad sihtviiruse DNA. Seejärel seob üks raku toodetud ensüüme (nt Cas9) märklaud-DNA-ga ja lõikab selle välja, lülitades välja sihtgeeni ja lülitades välja viiruse.
Laboris lõikab Cas9 või mõni muu ensüüm DNA-d, samal ajal kui CRISPR ütleb, kuhu seda nuusutada. Viirusallkirjade kasutamise asemel kohandavad teadlased CRISPR-i vahetükke huvipakkuvate geenide otsimiseks. Teadlased on modifitseerinud Cas9 ja muid valke, näiteks Cpf1, et nad saaksid geeni lõigata või aktiveerida. Geeni välja- ja sisselülitamine hõlbustab teadlastel geeni funktsioonide uurimist. DNA järjestuse lõikamisel on lihtne seda teise järjestusega asendada.
CRISPR pole esimene geenide redigeerimise tööriist molekulaarbioloogi tööriistakastis. Muud geeniredaktsiooni tehnikad hõlmavad tsingi sõrme nukleaase (ZFN), transkriptsiooni aktivaatoritaolisi efektor-nukleaase (TALEN) ja mobiilsete geneetiliste elementide konstrueeritud meganukleaase. CRISPR on mitmekülgne tehnika, kuna see on kulutõhus, võimaldab tohutut valikut sihtmärke ja võib sihtida asukohti, mis pole muudele tehnikatele juurdepääsetavad. Kuid peamine põhjus, miks see suur asi on, on see, et seda on uskumatult lihtne kujundada ja kasutada. Vaja on vaid 20 nukleotiidi sihtkohta, mille saab teha ehitades juhendi. Mehhanismi ja tehnikaid on nii lihtne mõista ja kasutada, kuna need muutuvad bioloogia bakalaureuseõppe õppekavades tavapäraseks.
Teadlased kasutavad CRISPR-i abil raku- ja loommudeleid, et tuvastada haigusi põhjustavad geenid, töötada välja geeniteraapiad ja insenerorganismidel saada soovitavaid tunnuseid.
Ilmselt on CRISPR ja muud genoomi redigeerimise tehnikad vastuolulised. 2017. aasta jaanuaris pakkus USA FDA välja suunised nende tehnoloogiate kasutamiseks. Ka teised valitsused töötavad eeliste ja riskide tasakaalustamiseks välja määrusi.