CRISPR-Cas9 ekologia-krisiari aurre egiten laguntzeko

2021/07/19 Ekain Payán Ellacuria - Zuzenbide eta Giza Genomako Katedrako ikertzailea (EHU) Iturria: Elhuyar aldizkaria

SARS-CoV-2 koronabirusak gogor astindu ditu gizartearen oinarriak. Alta, epe laburrera begira, badirudi egungoa ez dela azken pandemia izango: horixe berretsi du Osasunaren Mundu Erakundeak, OMEk, eta balizko ondorioek gizakiaren habitat naturala suntsi dezakete. Zientzia baliagarria izan daiteke horretarako ere.

COVID-19aren genomaren zati handi batek bat egiten du saguzarrarenarekin. Litekeena da hortik pangolinera salto egin izana gizakietara iritsi baino lehen, edo zuzenean gizakietara pasatzea, baina ez da ebidentziarik atzeman. Arg. CC-BY-SA 3.0

Ingurunea eta gizakia: biktima ala erantzule?

Etorkizunean gerta daitezkeen osasun-krisiak saihesteko [1], premiazkoa da COVID-19gaitzaren jatorria zein den sakon aztertzea. OMEk ondo bai ondo egiaztatu du gaixotasun zoonotikoa dela [2], hau da, animalietatik pertsonetara jauzitakoa –ikusi irudia–.

Ildo horretatik, Europako Ingurumen Agentziak ohartarazi du biodibertsitatearen galerak eta elikadura-ohiturek handitu egiten dutela horrelako infekzioak gizakietara transmititzeko probabilitatea [3]. Halaber, animalia- eta landare- espezieak urritzen diren neurrian [4], adituek aurreikusten dute biztanleriak gora egiten jarraituko duela 2050 eta 2100 urteen artean [5]; beraz, gizakia jomuga paregabea bihurtuko da patogeno berriak zabaltzeko.

Bien bitartean, 2020ko itxialdi orokorrak behin-behinean baino ez zuen apaldu klima-larrialdia. Izan ere, azken bosturtekoa inoizko beroena izan da erregistroak daudenetik [6], eta horrexek dakar muturreko gertaera klimatikoak areagotzea; esaterako, izurriak edota lehorteak. Horrekin batera, berotze globalak gogotik bizkortzen ditu, bai hedatze termikoa, bai izotz-masen urtzea, eta horiexek dira itsas mailaren igoeraren arrazoi aipagarrienak [7].

Arestian esandakoaren atzean, gizon-emakumeen arrastoa igartzen da: ezin da ahaztu giza jarduerak eragin zuzena duela naturan, ezta Lurra kontserbatzeko bizimodu jasangarria nahitaezkoa dela ere. Horren jakitun, Parisko akordioa sinatu zuten 2016an hainbat estatuk; hain zuzen ere, berotegi-efektua sorrarazten duten karbono dioxido gasen isurketak gutxitze aldera. Hala ere, Ameriketako Estatu Batuak –munduko bigarren kutsatzaile handienak– akordiotik atera ziren, eta itzuli berri dira, eta adostutako konpromisoak eskasak izan daitezke, osotasunean edo partzialki [8]. Hori gutxi balitz bezala, zenbait herrialdek erregai fosilen ekoizpena sustatzeko asmoa omen dute, murriztu beharrean [9]. Horregatik guztiagatik, dagoeneko agerian jarri da norabidea aldatzeko beharra [10], eta dibertsifikazioa bideratzeko ekimen laudagarriak egon badaude.

CRISPR-Cas9, giza genomaren eraldaketatik haratago

Zientzia goitik behera irauli du giza genoma editatzeko bioteknologiaren agerpenak; hain zuzen ere, Errepikapen Palindromiko Labur Elkartuak eta Erregularki Tartekatuak –CRISPR-Cas9 teknikak–. Zehazki, CRISPR deiturikoa 90eko hamarkadan topatu zuen Mojicak, bakterioek birusen aurkako berezko defentsa-sistema bat zutela iragarri zuenean [11]. Izaki bizidunetan ez zen 2013ra arte aplikatu, ordea, harik eta Doudnak eta Charpentierrek Cas9 proteina gehitu zioten arte [12]. Hain da disruptiboa aurkikuntza hori, ezen 2020ko Kimikako Nobel saria eman baitiete.

Gauzak horrela, CRISPR teknologiak organismoaren zein tokitan jardun nahi den identifikatzen du,eta horraino gidatzen du Cas9 proteina, kaltetutako geneak mozte aldera; horregatik, guraize edo artazi molekular izenez ere ezagutzen da. Ondoren, zelulek eurek osatzen dute ebakidura, nahiz eta ausaz egin. Mekanismo hori errazagoa, merkeagoa eta zehatzagoa da, baldin eta editatzeko aldez aurreko tresnekin –TALENekin eta ZFNrekin– erkatzen bada [13]. Giza enbrioien gaixotasun larriak sendatzeko arreta osoa erakarri duen arren, Doudna asmatzailearen arabera, lehen sektorean baliatuko da nagusiki [14].

CRISPR-Cas9 teknikak ahalbidetzen du DNAren alfabetoa nahieran aldatzea, berrantolatzea, gehitzea edo kentzea, adierazpen genetiko patologikoa inaktibatzeko eta osasuntsu bihurtzeko. Arg. CC-BY-SA 3.0

Garapen jasangarriaren erronka

Gainpopulazioaren eraginez hurrengo 50 urteetan aurreko 10 mila urteetan baino janari gehiago ekoitzi behar izateak [15] eta tokian tokiko aldagai klimatikoak arriskuan jarriko dute makina bat herriren hornikuntza, eta, ondorioz, galzorian haien elikadura-jabetza. Horren lekuko da inportazioetara maiz jotzea eta produkturen baten prezioa garestitzea. Eta zer egin lurralde guztiei erasaten dienean? Oso litekeena da hori gertatzea mundu interkonektatu batean, neurri handiagoan edo txikiagoan.

Hautespen selektiboa dela medio, kalitatezko produktuak lortzeko, ez dira arrotzak espezieen arteko gurutzatzeak edo hibridatzeak: horrelakoak dira merkatuetan aurkitzen diren fruitu- eta barazki-barietate pila bat. Hurbileko adibide bat aipatzearren, Neiker-Tecnalia Ikerketa eta Garapen Teknologikorako Euskal Institutuak patata moreen eta gorrien klonak jorratu ditu, eta horren ondorioa da “Beltza” patata merkaturatzea. Ikertzaileek diotenez, batetik, mesede egin diezaioke kontsumitzaileen osasunari, ezaugarri antioxidatzaileak baititu; bestetik, egoera klimatiko zabaletara ere egokitu daiteke, eta gaixotasunen aurkako erresistentzia handiagoa erakutsi ere bai [16]. Zientziaren bitartez, aurrerapauso bat ere egin daiteke nekazaritzan, abeltzaintzan eta basogintzan, hurrenez hurren: hortxe agertzen da CRISPR-Cas9.

Lehenengoan, glutenik gabeko garia sortu da [17]; horretarako, zeliakia eragiten duten proteina gehien-gehienak –gliadina izenekoak– genetikoki manipulatu dira, eta gainerakoak bere horretan mantendu. Erantzun immunitarioari esker, glutenarekiko intolerantzia zein sentikortasuna dutenen elikadurak nabarmen egin dezake hobera, glutenik gabeko dieta baita heste meharrari kalterik ez egiteko bide bakarra.

Bigarrenean, klima-faktoreak jasateko gai diren behiak hazten ari dira [18]. Agidanez, bero handia egiten duenean, behiek –zeinak berotegi-efektuko gasen eragile ere bai baitira– estresa pairatu eta eskas jaten dute; hori dela eta, esne gutxiago eman ere bai. Horrez gainera, ugaltzeko zailtasunak izaten dituzte, eta, ohiz kanpoko kasuetan, heriotzaraino iristeko arriskua ere badute. Halakorik gerta ez dadin, pigmentazioaren geneak eraldatzeari ekin diote; hain zuzen ere, ilajearen kolore ilunak leuntzeko –beste hitz batzuetan esanda, beltzak edota marroiak gris zilarreztatu bihurtzeko–, horrela bero gutxiago xurgatuko bailukete. Beste horrenbeste espero da ilea mozteko mutazio genetiko batekin. Nahiz eta klonazioaren albo-ondorioengatik ahalegina ezerezean geratu zen, jaiotako bi txahaletan ez zen itutik kanpo eragindako albo-efekturik atzeman.

Hirugarrenean, makal zuhaitzaren aztarna ekologikoa jaisteko parada ikusi dute [19]. Bide batez, klimarekiko nahiz estresarekiko erresistentzia handitu daiteke. Aipatu gabe doa zuhaitzak eta landareak oxigeno-sortzaile nagusiak direla, atmosferako CO2-a harrapatu eta airea garbitzen duten aldetik. Horri gutxi iritzita, karbono dioxido gehiago xurgatzeko edizio-saiakerak ere egon badaude. Orobat, zuraren eta bioenergiaren industrian ere eragingarri izan daiteke, dela pulpa oparoagoak erdiesteko, dela hondakinak murrizteko.

CRISPR-Cas9 teknikak bidean jar dezake gizakiaren eta ekosistemaren arteko elkarbizitza bermatzea. Arg. CC-BY-SA 3.0

Europako epaia: CRISPR-Cas9, ezinean

Zientzialarien aburuz, horrelako ikerketak kontsumo jasangarri baten aldeko apustua izan daitezke [20], baina horiek ezin izango dira Europar Batasunean aplikatu. Horixe erabaki zuen Europar Batasuneko Justizia Auzitegiak 2018ko uztailaren 25ean; hain zuzen ere, C-528/16 kasuan, mutagenesi teknika berrien –CRISPR-Cas9 delakoaren– bitartez eskuratutakoak genetikoki eraldatutako organismotzat jo zituenean, 2001/18 direktiba ardura-printzipioarekin bat interpretatuz [21].

Harrezkeroztik, askok eta askok eskatu dute ebazpen hori baliogabetzea eta legea eraberritzea [22]. Izan ere, transgenikoetan ez bezala, egiten dena da kasuan kasuko produktuaren prozesu naturalak espezifikoki azkartu, betiere kanpoko espezieen DNA sartu gabe. Hortaz, ezin da garbi desberdindu horietatik zein lortzen den agente kimikoekin, zein X izpiekin, eta zein mutazioekin. Bestalde, orain arte ez da sumatu segurtasun faltarik; aitzitik, zorizko gertaerak izan daitezke zelulak zatitzen diren bakoitzean, eta ezezaguna da horiek onuragarriak edo kaltegarriak diren. Edozelan ere, ukaezina da teknologia bakarrik ez dela aski klima-aldaketa konpontzeko: indarrak batu behar dira energia garbia, hondakin plastikoen birziklapena nahiz kudeaketa edota gertuko produktuen kontsumoa bultzatzeko, besteak beste.

Labur esanda, agroekologia eta genetika bateratzea lagungarri izan daiteke bioaniztasunaren, ondorengo belaunaldien eta, oro har, planetaren biziraupenerako. Izatez, COVID-19aren aurkako txertoa [23] transgenikoa da, eta CRISPR-Cas9 teknika ulertzeko hain garrantzitsua den RNA molekula batez osatuta dago [24]. Zergatik ez oraingoan ere zientzian konfiantza izan?

 

Erreferentziak

1 Osasunaren Mundu Erakundea OME (2020-10-01). “The best time to prevent the next pandemic is now: countries join voices for better emergency preparedness”. Osasunaren Mundu Erakundeko prentsa oharra. Eskuragarri: https://www.who.int/news/item/01-10-2020-the-best-time-to-prevent-the-next-pandemic-is-now-countries-join-voices-for-better-emergency-preparedness [Noiz kontsultatua: 2021-06-29].

2 Pérez Iglesias J. I. (2020-10-20). “Zoonosia”. Zientzia Kaiera.

3 European Environment Agency (2020-11-05). “COVID-19 and Europe´s environment: impacts of a global pandemic”. Briefing No. 13/2020, 1-15. ISSN: 2467-3196. doi: 10.2800/626706

4 Naturarentzako Mundu Funtsa WWF. 2020. “Living Planet Report 2020”. Eskuragarri: https://livingplanet.panda.org/en-us/?utm_campaign=living-planet&utm_medium=media&utm_source=report [Noiz kontsultatua: 2021-06-29].

5 Nazio Batuen Erakundea NBE (2019-06-17). “2019 Revision of World Population Prospects”. Eskuragarri: https://population.un.org/wpp/ [Noiz kontsultatua: 2021-06-29].

6 Munduko Metereologia Erakundea (2020-12-19).  “Provisional Report on the State of the Global Climate 2020”, 1-38. Eskuragarri: https://library.wmo.int/doc_num.php?explnum_id=10444 [Noiz kontsultatua: 2021-06-29].

7 Frederikse T., Landerer F., Caron L., Adhikari S., Parkes D., Humphrey V. W. etab. 2020. “The causes of sea-level rise since 1900”. Nature, 584, 393-397. doi: 10.1038/s41586-020-2591-3

8 Watson R., McCarthy J. J., Canziani P., Nakicenovic N. eta Hisas L. 2019. The Truth Behind the Climate Pledges. The Universal Ecological Fund FEU-US, Buenos Aires. ISBN: 978-0-9831909-3-6.

9 SEI, IISD, HODI, E3G eta UNEP. 2020. “The Production Gap Report: 2020 Special Report”, 1-76. Eskuragarri: https://productiongap.org/wp-content/uploads/2020/12/PGR2020_FullRprt_web.pdf [Noiz kontsultatua: 2021-06-29].

10 Euskal Herria post-COVID19. 2020. “COVID19 osteko Euskal Herriko ekonomia ekologikoaren alde”. Eskuragarri: https://euskalherriapostcovid19.eus/ [Noiz kontsultatua: 2021-06-29].

11 Mojica F. J. M., Juez G. eta Rodríguez-Valera F. 1993. “Transcription at different salinities of Haloferax mediterranei sequences adjacent to partially modified Pstl sites”. Molecular Microbiology, 9(3), 613-621. doi: 10.1111/j.1365-2958.1993.tb01721.x

12 Jinek M., Chylinski K., Fonfara I., Hauer M., Doudna J. A. eta Charpentier, E. 2012. “A Programmable Dual-RNA-Guided DNA Endonuclease in Adaptive Bacterial Immunity”. Science, 337(3096), 816-821. doi: 10.1126/science.1225829

13 Etxebeste Aduriz, E. 2016. “CRISPR, genoma editatzeko teknika: onurak eta kezkak”. Elhuyar Aldizkaria: Zientzia eta teknologia, 321, 34-40. ISSN: 0213-3687.

14 Brodwin, E. (2019-04-20). “We´ll be eating the first Crispr´d food within 5 years, according to a geneticist who helped invent the blockbuster gene-editing tool”, Business Insider. Eskuragarri: https://www.businessinsider.com/first-crispr-food-5-years-berkeley-scientist-inventor-2019-4 [Noiz kontsultatua: 2021-06-29].

15 Davies, K. 2020. Editing Humanity. The CRISPR Revolution and the New Era of Genome Editing. Pegasus Books, New York. ISBN: 978-1-64313-308-9.

16 Neiker-Tecnalia Ikerketa eta Garapen Teknologikorako Euskal Institutua (2020-06-17). “Udapak NEIKERek sortutako “Beltza” patata barietatearen azterketa agroekonomiko eta harrera komertzialari buruzkoa egingo du”. Eskuragarri: https://neiker.eus/eu/berriak/beltza-izeneko-patata-iritsi-da-merkatura-purpura-koloreko-mamia-eta-antioxidatzaileak-dituena/ [Noiz kontsultatua: 2021-06-29].

17 Gil-Humanes J., Pistón F., Altamirano-Fortoul R., Real A., Comino I., Sousa C. etab. 2014. “Reduced-gliadin wheat bread: an alternative to the gluten-free diet for consumers suffering gluten-related pathologies”. PLOS ONE, 9(3), 1-9. doi: 10.1371/journal.pone.0090898

18 Mullin E. (2020-11-10). “Scientists Are Building Cows to Resist Climate Change”. Future Human. Eskuragarri: https://futurehuman.medium.com/scientists-are-building-cows-to-resist-climate-change-37b877f27b2f [Noiz kontsultatua: 2021-06-29].

19 De Meester B., Madariaga Calderón B., de Vries L., Pollier J., Goeminne G., Van Doorsselaere J. V. etab. 2020. “Tailoring poplar lignin without yield penalty by combining a null and haploinsufficient CINNAMOYL-CoA REDUCTASE2 allele”. Nature Communications, 11(5020), 1-13. doi: 10.1038/s41467-020-18822-w

20 Science Advice for Policy by European Academies (SAPEA). 2020. A sustainable food system for the European Union. SAPEA, Berlin. ISBN: 978-3-9820301-7-3.

21 Romeo Casabona C. M. 2004. Principio de precaución, Biotecnología y Derecho. Comares, Bilbo-Granada. ISBN: 84-8444-863-0.

22 European Sustainable Agriculture Through Genome Editing (EUSAGE). (2020-07-27). “Open Statement of EUSAGE”. Eskuragarri: https://www.eu-sage.eu/sites/default/files/2020-02/Open%20Statement.pdf [Noiz kontsultatua: 2021-06-29].

23 Agirre Ruiz de Arkaute A. (2020-09-01). “COVID-19aren txertoa: osasunaren burujabetza ala ardura soziala?”. Elhuyar Aldizkaria, 339.

24 Musunuru, K. 2019. The CRISPR Generation. The Story of the World´s First Gene-Edited Babies. BookBaby, New Jersey. ISBN: 9781543986372.