I hvert fall ikke utenfor sin egen lille krets av forskere.
På onsdag måtte Det Norske Videnskaps-Akademi derimot stenge dørene foran ansiktet på folk som hadde kommet for å høre henne snakke. Lokalet var allerede fullt. Og det er ikke så rart.
Emmanuelle Charpentier er blitt verdenskjent. Siden 2014 har hun blitt tildelt over 20 ulike forskerpriser, og i 2015 satte Time henne på sin liste over verdens 100 mest innflytelsesrike mennesker.
Sammen med et knippe andre forskere har hun gjort det mulig å bruke såkalt den såkalte CRISPR Cas9-metoden til å redigere i DNA-et.
Plutselig er genmodifisering blitt enkelt, billig og mye mer presist.
Nobelpris-materiale
Bare fire år etter den første vitenskapelige beskrivelsene av metoden har tusenvis av forskere verden over tatt teknikken i bruk. Og den åpner for uante muligheter.
Lære hvordan CRISPR Cas9 virker her:
Mange tror den vil revolusjonere behandling av kreft og arvelige sykdommer. Eller vi kan bruke den til å utrydde malaria. Eller endre egenskapene til planter eller dyr. Eller vekke til live arter som har dødd ut.
– Dette er et viktig verktøy til den molekylærbiologiske verktøykassen for hele biologien – det være seg biomedisin eller evolusjonsbiologi, sier professor Nils Chr. Stenseth, leder for Senter for økologisk og evolusjonær syntese ved UiO og tidligere preses ved Det Norske Videnskaps-Akademi.
Han ser absolutt ikke bort ifra at det vanker en Nobelpris på Charpentier og hennes kollegaer etter hvert.
– Alt kommer fra grunnforskning
Men Charpentier selv siktet ikke mot alle de mulige anvendelsene da hun begynte sitt banebrytende arbeid.
– Alt kommer fra grunnforskning, sa hun som avsluttende kommentar etter foredraget i Videnskaps-Akademiet.
Grunnforskning handler om å finne ut hvordan verden rundt oss virker, uten at kunnskapen nødvendigvis skal brukes til noe praktisk.
Dykk ned i sakene! Emmanuelle Charpentier oppfordrer unge forskere til å grave seg ned i mekanismene som får liv til å virke slik det gjør. Det er der vi kan gjøre de helt store oppdagelsene. (Foto: Ingrid Spilde)
– Jeg har alltid hatt et medisinsk fokus, men også forståelsen av at all utvikling – for eksempel av antibiotika – stammer fra grunnforskning, sier Charpentier til forsking.no.
– Jeg begynte å gjøre mer «kjedelig» forskning. Jeg gravde meg dypere og dypere, fordi jeg forstod at hvis jeg ønsket å finne noe interessant måtte jeg gå dypt i mekanismene.
Fant bitte liten saks
Den nå verdensberømte forskeren dykket inn i bakterien Streptococcus Pyogenes og dens forsvarsmekanismer mot virus.
Det viste seg at bakterien har et protein som kan kjenne igjen visse biter av DNA-et – typisk deler av virus – og kutte det av akkurat der. Bakterien har rett og slett en bitte liten saks som kjenner igjen farlig virus-DNA og klipper det i stykker.
Denne saksa har Charpentier og hennes kollegaer gjort om til et redskap som vi kan bruke til å redigere gener akkurat slik vi vil.
- Jeg håpet at jeg en dag ville oppdage noe interessant, men jeg trodde ikke at det ville være noe så stort, sier Charpentier.
På spørsmål om hun råder unge forskere til å gjøre som henne – å gå dypt inn i grunnforskningen, svarer hun uten å nøle:
Det var annonser med bevegelse som lettest fikk barnas oppmerksomhet. Barna så også oftere på annonsen dersom den ble liggende lenge på skjermen.
Størrelsen på annonsen hadde derimot ikke noe å si.
Om barna syntes dette var plagsomt eller helt greit, sier studien ikke noe om.
Yngre barn sliter mest
Forskjeller mellom barna betydde imidlertid like mye som utformingen på reklamen.
Særlig de yngre barna hadde problemer.
I en annen av de fire studiene som den svenske forskeren Nils Holmberg gjorde som del av sin doktorgrad, målte han hvor flinke barna i to aldersgrupper var til å kontrollere blikket. Til sammen 45 barn fikk beskjed om å ignorere et punkt som dukket opp på skjermen og så raskt som mulig se på den andre siden av skjermen.
Niåringene greide testen bare to av ti ganger. 12-åringene klarte å konsentrere seg bedre.
Tidligere forskning tyder på at voksne greier å kontrollere blikket i rundt åtte av ti tilfeller.
Påvirker ikke konsentrasjonen
De som ikke klarte å konsentrere seg i testen, ble også mest forstyrret av reklamen.
Holmberg undersøkte hvor godt barna klarte å spille spill på nett mens de ble bombardert med annonser.
Reklame som plutselig dukket opp, stjal oppmerksomheten langt oftere enn den som kom langsomt fram. Barna var også mer troende til å se på annonser som lignet på innholdet i spillet.
Men reklamen påvirket ikke nødvendigvis om de greide spillet. Der var det derimot blikkontroll, alder og kjønn som avgjorde. 12-åringene klarte oppgaven bedre enn niåringene. Det gjorde også jenter og de som hadde greid testen på forhånd. Selv om det faktisk var 12-åringene som oftest kikket bort på annonsene.
Litt overraskende, synes forskeren, hadde det ikke noe å si hvor vant barna var til å være på internett. Alle typer internettbrukere var like flinke, eller dårlige, til å ignorere annonsene. I snitt var barna på nett rundt en time om dagen, som oftest for å spille spill.
På grunn av akutt luftforurensing er det innført et generelt forbud mot å bruke dieselbiler i hovedstaden tirsdag. Kommunikasjonssjef Christine F. Solbakken understreker overfor Aftenposten at forbudet er et strakstiltak og det som har størst effekt når problemet er NO2, slik det er ventet på tirsdag. Men enkeltdager med dieselforbud vil ikke ha noen langtidseffekt.
– Dette vil ikke påvirke den totale situasjonen. Vi har et problem med luftforurensing i Oslo hele året, sier hun. Andre tiltak må til for å gjøre noe med den samlede forurensningen. Solbakken nevner eksempler som utbygging av knutepunkter, utvidelse av kollektivtilbudet, å skifte ut bilparken eller å skifte ut gamle vedovner.
– Jo bedre vi klarer å få ned den jevne forurensingen, jo færre dager med dieselforbud blir det, slår Solbakken fast.
Også i Bergen og Stavanger ble det målt helseskadelig luftforurensning, skriver VG. Det samme gjelder Moss, Fredrikstad og Hamar. Men på Vestlandet venter meteorologene at været vil bidra til at problemet ikke blir like langvarig som i Oslo.
I hovedstaden melder Yr at det er «solid inversjon» søndag kveld, noe som innebærer at kald og forurenset luft blir fanget nede i byen.
Det er anslått at denguefeber rammer rundt 390 millioner mennesker hvert år, ifølge Verdens helseorganisasjon. I verste fall truer dengue livet til den som blir syk.
Sykdommen skyldes en virusinfeksjon og gir høy feber og smerter. Den smitter gjennom mygg i tropiske og subtropiske områder.
Det finnes ikke noen spesiell behandling mot denguefeber, men om pasienten får god helsehjelp, går det sjelden galt.
Mange barn i Asia og Latin-Amerika får ikke den hjelpen og dør av en alvorlig form for dengue. Derfor er forebygging av smitte så viktig.
Nå vet forskerne hvordan de kan stogge infeksjonen inni myggen. De endret myggens gener.
Avbryter viruset i myggen
Den internasjonale forskergruppa er ikke den første som har genmanipulert myggen Aedes aegypti, men disse forskerne har funnet ut hvordan de hindrer utviklingen av viruset i myggen. Etterpå lever myggen like lenge som andre mygg.
Viruset må utvikle seg og reise fra myggens mage til spyttkjertlene før myggen kan spre det videre til neste menneske. Prosessen tar vanligvis en til to uker.
Forskerne har tidligere funnet ut at proteiner er involvert i myggens motstand mot viruset. Nå er de på sporet av hvilke proteiner det kan gjelde.
De sørget for å øke produksjonen av to typer proteiner (Dome og Hop). Det bremset prosessen og den infiserte myggen fikk langt mindre virus i både mage og spyttkjertler. Helt virusfritt var det imidlertid ikke.
Risikabel manipulering
Mange andre forskere jobber med genmodifiserte (GM) mygg for å bekjempe denguefeberen.
En annen metode er å sørge for at myggen dør raskere, før den blir voksen og rekker å smitte noen. På Caymanøyene har GM-myggen ført til at det er blitt 80 prosent mindre mygg. Også USA har vurdert slike tiltak, men mange amerikanere er skeptiske. 150 000 mennesker skrev i 2015 under på en kampanje mot myggslipp. De var først og fremst bekymret for eventuelle uforutsette konsekvenser.
Å utrydde mygg kan være risikabelt for økosystemer. I den nye studien produserte den genmanipulerte myggen færre egg. Men den levde like lenge som vanlige mygg. Det var riktignok i laboratoriet med lite stress og fri tilgang til mat. Hvordan den klarer seg i naturen, er usikkert.
Kjemper mot flere virus
Det gjenstår en del arbeid før forskerne vet nøyaktig hva som skjer med denguemyggen når den blir genmanipulert.
Den nye metoden fungerer ikke mot viruset som forårsaker zika. Det tyder på at det er spesielle mekanismer som virker mot dengue.
Malariamyggen har forskerne også jobbet iherdig for å stanse. Forskergrupper har allerede laget en malariafri mygg som kan ta over malariamyggens områder.
Men hvor lurt er det? Manipulerte mygg kan spare oss for farlige sykdommer, men vi kjenner ikke konsekvensene av å tukle med naturen på denne måten.
Den vanskelige problemstillingen kan du lese mer om i denne forskning.no-saken:
I en korridor på Realfagsbygget ved UiT står dørene på gløtt inn til forskere som sitter fordypet over dataskjermene sine og programmerer.
Et par studenter sitter i sofaen ute i fellesarealene og prater, lyden av kritt som hamrer på en tavle høres fra et grupperom.
Like ved, bak lukkede dører med gardinene dratt omhyggelig foran vinduet, hopper og fekter to menn, dog med varierende grad av koordinasjon og ynde. Innsatsen er det ingenting å si på. De vifter med armer og snurrer rundt, mens det hele tas opp av et kamera.
Giacomo Tartari fra Bologna i Italia har nylig fullført en doktorgrad og jobber ved Institutt for informatikk, der han er tilknyttet Center for Bioinformatics og High Performance Computing group, UiT. (Foto: Vibeke Os/ UiT)
Om det var Giacomo Tartaris naturlige spenst og grasiøse bevegelser som ledet han inn i dette forskningsprosjektet vites ikke, men som én av to stipendiater ble han i 2010 ansatt på et prosjekt som ble satt i gang av Institutt for informatikk, UiT og World Opera i Tromsø.
– Vi har jobbet med verktøy for å kunne sette opp en databasert forestilling, som et teater eller en opera, forklarer Tartari.
– Med det nye verktøyet vil vi kunne lage sceneshow der fremføringer fra mange scener kan slås sammen til en enhetlig opplevelse. Skuespillerne kan befinne seg i forskjellige byer, men likevel stå på den samme virtuelle scenen. Dermed får publikum se en komplett forestilling, der bare noen av aktørene er fysisk til stede, fortsetter han.
Hemmeligheten bak den virtuelle forestillingen er programmet MultiStage, som Tartari har utviklet sammen med kollegaene sine. Programmet registrerer skuespillerens bevegelser på scenen, alle fakter og trinn.
Det viser dessuten skuespillerens opptreden i nåtid på en scene et helt annet sted.
Programmet baserer seg på Kinect, et sensorsystem som fanger opp bevegelser. Kinect brukes i videospill, blant annet Microsofts spillkonsoll, Xbox 360.
Fremstilling av skuespiller som en tredimensjonal sky, som kan forflyttes til en scene langt unna. (Illustrasjon: Giacomo Tartari)
Fanger bevegelser
Tartari forteller at teknikken gikk ut på å filme en person, for så å lage en tredimensjonal sky av piksler, som kan legges på hvilken som helst bakgrunn.
Sammen med kollegaene tilbragte han noen timer foran kamera der han jobbet med å fange bevegelsene sine. Dermed var målet å gjengi bevegelsene i nåtid et annet sted med mest mulig flyt og presisjon.
Slik ser Tartari for seg hvordan dette kan foregå:
På en scene i Berlin står skuespillet «Rome og Juliet» på programmet. Ulykkelige Romeo opptrer foran publikum og uttrykker sin kjærlighet til vakre Juliet.
Juliet vises på en skjerm i bakgrunnen av scenen. Men i virkeligheten befinner hun seg på en balkong på en scene i London, der hennes opptreden filmes og vises i nåtid i Berlin.
Siden en forestilling foregår live foran et publikum, må overføringen være rask. Det er for å unngå at skuespillerens bevegelser ikke kommer på etterskudd. I tillegg må overføringen av personen ha naturlig flyt.
Overføringen må også være så god at det ikke blir hakking og forsinkelser.
– Alt dette må tas hensyn til i det programmet vi har jobbet med, i tillegg komme oppsett av en bakgrunn som skal være troverdig og ikke minst mulighet for å bestemme hvilke kostymer den virtuelle personen skal ha på seg.
– Det har vært utfordrende å sy sammen et sett med verktøy som skal kunne fungere sammen på tvers av eksisterende arkitektur, forklarer Tartari.
Så langt har dette bare vært prøvd i liten skala under Tromsø-forestillingen La Serva Padrona i 2012.
Forestillingen ble fremført i to ulike saler, et todelt show der halvparten av scenen hadde levende aktører mens en gigantisk skjerm utgjorde den andre halvparten av scenen.
I pausen byttet publikum sal slik at de kunne se den andre halvparten av showet, «live».
Prosjektet ble støttet av Forskningsrådet og Tromsø Forskningsstiftelse.
Referanse
Giacomo Tartari: “A distributed remote presence system for latency critical human-to-human and human-to-computer interaction”. UiT – Norges arkitske universitet. Doktorgrad 27. september 2016. Sammendrag.
Forskere har studert en dagbok på et online vekttap-forum, som er åpen for kommentarer fra andre deltakere. Der har de funnet ut at visse innlegg mottar mer respons enn andre.
Forskerne valgte å analysere dagbokinnleggene til den svært aktive brukeren «Astrid».
– I 19 av 22 tilfeller fikk Astrid positive svar når hun kom med bekjennelser av typen «nå har jeg spist godteri og drukket vin i flere dager». Sosiologen Erving Goffman bruker begrepet «å redde ansikt», og det virker som om de andre i forumet vet hvordan det er å være overvektig, og stepper inn for å redde ansiktet hennes, forklarer Ingeborg Grønning.
Støtter hverandre
Grønning har skrevet en doktorgradsavhandling om sykelig overvekt og arbeidet med ulike prosesser knyttet til sykelig overvekt. Det nasjonale vekttap-forumet fikk hun først høre om da hun intervjuet folk som har gjennomgått en vektreduksjon.
– Jeg oppdaget at de brukte ulike forum for å få erfaringsbaserte svar på spørsmål fra lekfolk, forteller Grønning.
Kollega og professor i sosiologi Aksel Tjora synes det er interessant å se hvilke innlegg som trigger respons. Han har skrevet en ny vitenskapelig artikkel sammen med Grønning om vekttap-forumene.
Forsker Ingeborg Grønning. (Foto: NTNU / Flickr)
– I sosiale medier drukner vi i statusoppdateringer og deling av bilder. At responsen er over gjennomsnittet når innlegget handler om et problem, viser at brukerne er der for å støtte hverandre. Og dermed håper de på å få støtte selv når de trenger det, sier han.
Ved å analysere svarene, har Grønning kommet fram til at de kan deles inn i kategoriene fremtidsrettete, kollektive og positive.
– De fremtidsrettete svarene handler om at hvis man fortsetter i samme spor, så vil nok vekta gå ned. Kollektive svar dreier seg om at vi alle sliter med det samme, mens de positive svarene er rent støttende, forklarer hun.
Aksel Tjora har tidligere studert kommunikasjon i andre selvhjelpsgrupper, og mener de tre svarkategoriene også kjennetegner andre forum.
– Kategoriene sier noe om dynamikken i en selvhjelpsgruppe, der man i utgangspunktet søker etter hjelp til noe man har gjort feil eller ikke har fått til, forteller han.
Innleggene på vekttap-forumet Grønning har forsket på er åpne for alle deltakere, og man kan være anonym. Det er et viktig aspekt siden overvekt hører til de lidelsene som fortsatt er stigmatisert.
– Masse stigma er knyttet til overvekt, men i et forum slipper man unna den offentlige skammen, og kan prate ut uten innblanding fra verken normalvektige, legevitenskapen eller myndighetene.
– Forumet er der uavhengig av hvor man befinner seg i landet, og hvis man ønsker kan man være anonym. Det er tolerante fellesskap der alle har noe til felles. Pasienter med stigmatiserte lidelser, som overvekt, bruker i stor grad nettforum. Det er kjempefint at et forum virker på den måten, synes Grønning.
Derfor mener hun det er viktig å ikke undervurdere det som skjer i et nettforum.
– Det er veldig nyttig for de som er aktive. Å gå ned i vekt er en lang prosess, man må jobbe hardt og kontinuerlig for å lykkes. Oppmuntring fra flere hjelper en til å holde motet oppe, sier Grønning.
Plantesykdommer, naturkatastrofer, klimaendringer og krig er bare noen av truslene mot vår fremtidige matsikkerhet. Hvordan vi skal ta vare på friske planter og viktige genressurser for ettertiden blir derfor et stadig hetere tema.
Samtidig letes det iherdig etter sikre, enkle og billige metoder for langtidslagring av digitale data.
Så hvorfor ikke slå to fluer i én smekk og prøve å finne en felles løsning på disse utfordringene?
Dette var utgangspunktet for det norske forskningsprosjektet KryoLang, som er gjennomført med støtte fra Oslofjordfondet.
I tett samarbeid har planteforskere og dataeksperter utviklet en lagringsmetode der friske planteskudd og digitale data kan fryses ned sammen og ligge trygt i århundrer.
Lagring av friske planteskudd skal bidra til vår fremtidige matsikkerhet.(Foto: Dag Ragnar Blystad / De regionale forskningsfondene)
I dag oppbevares planter blant samlinger av trær og busker, i frukthager og veksthus.
– Det er både kostbart og arbeidskrevende, og heller ikke så sikkert som man skulle ønske. Det skal ikke mer til enn en flom eller et bombenedslag, så kan plantene være borte for godt, sier Bjørnar Bjelland, daglig leder for Drammensbedriften Grønn Næringskompetanse.
Bjørnar Bjelland, daglig leder i Grønn næringskompetanse. (Foto: Papirbredden Innovasjon)
– Vi ville skape en sikrere og rimeligere løsning som krever lite vedlikehold, så vi utviklet helt nye metoder for lagring av plantemateriale i flytende nitrogen. Tanken er at materialet skal kunne deponeres på et trygt sted likt Svalbard Globale frøhvelv, sier Bjelland.
På Svalbard lagres det i dag frø fra hele verden, men det er slett ikke alle planter som egner seg for frølagring.
Skal vi ta vare på druer, epler, poteter og jordbær, må friskt plantevev lagres med hele genkoden er intakt.
– Vi har utviklet metoder for lagring der vi legger små vekstpunkter fra plantens skudd – altså den friskeste delen av planten – i såkalte kryotanker med flytende nitrogen som holder minus 196 grader. Dette krever svært lite plass og gjør at vi i praksis kan fryse ned materiale fra mange hundre tusen planter i en enkelt tank.
En av mange store utfordringer for forskerne har vært å finne ut hvordan de skal behandle ulike planter før nedfrysing.
Du kan nemlig ikke bruke samme prosedyre på så forskjellige vekster som jams, vindrue og krysantemum.
Før nedfrysing må skuddspissene legges i en dråpe med et spesielt flytende stoff. Hvilken sammensetning denne væsken skal ha, varierer fra plante til plante. Væsken skal hindre at vann som er igjen i plantecellene, sprenger plantevevet når det fryser.
– Metoden vi bruker er nå så gjennomarbeidet at vi vet at den fungerer på så ulike vekster som blomster, knollvekster, frukt og bær. Da er det grunn til å tro at den kan brukes på de fleste planter, sier Bjelland.
Kryopreserverte jordbærplanter som skal bli planter på jord igjen. (Foto: Sagaplant / De norske forskningsfondene)
Å bevare planter er én ting. Nå har forskere også utviklet metoder som gjør det mulig å lagre digital informasjon om plantene sammen med dem.
Alle som forstår skriftspråk anno 2016 og har tilgang til lys og et forstørrelsesglass, vil kunne lese teksten som er lagret sammen med plantematerialet.
Det betyr at fremtidsmennesket som tar ut en boks med skuddspisser fra en kryotank om 250 år, også har tilgang til all relevant informasjon om hvordan de kan bruke de ulike vekstene.
– Det kan være informasjon om hvordan skuddspissene skal behandles, hvor plantene kommer fra, hvor de dyrkes og hvilke genetiske egenskaper de har, sier Bjelland.
Ekstremt klima
– Klimaendringene gjør at vi må forvente mer ekstreme dyrkingsforhold i fremtiden. Da er det svært nyttig å ha oversikt over hvilke planter som har genetiske egenskaper som gjør at de kan dyrkes i svært tørt eller svært vått klima – og samtidig ha tilgang til friskt plantemateriale som aktuelle gener kan hentes ut fra.
– I dag finnes det ingen felles, internasjonal standard hverken for hvilken informasjon som skal lagres eller hvordan den skal lagres, men vi håper jo at det etter hvert kommer på plass, sier Bjelland.
Alle plantene legges på en foliebit før de plasseres i reagensrøret og fryses. (Foto: Dag Ragnar Blystad/ De regionale forskningsfondene)
I jakten på en metode for å fryse data ned sammen med planteskuddene, var det Drammensselskapet Piql som fant løsningen – rett og slett ved å gi nytt liv til en gammel oppfinnelse.
– Litt forenklet kan du si at vi har videreutviklet den svart-hvittfilmen som Kodak tok patent på allerede i 1878. Fotografiet har bevist sin holdbarhet. Vi har laget en polyesterbasert film som tåler både ekstrem kulde og gjentatt frysing og opptining, sier administrerende direktør Rune Bjerkestrand i Piql.
Rune Bjerkestrand, administrerende direktør i Piql. (Foto: Piql)
Selskapet har også utviklet utstyr for å overføre digitale data til filmen og for å lese dataene tilbake igjen etterpå.
Dataspråk består av binære koder – nuller og ettall – og på filmen skrives ettallene som svarte prikker og nullene som hvite.
Denne enkle løsningen gjør at vi ikke trenger å bekymre oss om at fremtidsfolket neppe bruker Windows 10 eller Linux 2.0.
Piqls system kalles migrasjonsfritt – en trenger ikke ta stadig nye kopier for å tilpasse seg nye operativsystemer.
For at forskerne skal teste holdbarheten til filmen har de kjørt den gjennom såkalte akselererende aldringstester. Der blir filmen på kort tid utsatt for flere hundre års påkjenninger i komprimert form, blant annet endringer i fukt og temperatur.
– Vi har gjennomført tester som viser at filmen er holdbar i 500 år. Selv etter mange hundre års lagring vil de digitale dataene på filmen være lesbare for en som har en lyskilde, et fotoapparat og en computer som dataene kan overføres til, sier Bjerkestrand.
Forsøkene til Piql viser også at filmen tåler gjentatt nedfrysing og opptining så lenge man gjør det under kontrollerte forhold. Men filmen bør ikke klemmes mellom fingrene – og opptining med hårføner er definitivt ingen god idé.
Piql har også utviklet en nanoversjon av filmen der det er plass til enda mer data. Og selskapet har allerede solgt systemet for skriving og tilbakelesing av data til kommersielt bruk.
Den nylig utviklede CRISPR Cas9-teknikken karakteriseres som en revolusjon innen genteknologien.
Teknikken gir oss muligheten til å klippe og lime i genene til mennesker, dyr og andre skapninger. Oppdagelsen innebærer uante muligheter, for eksempel innen medisin.
Men en av utfordringene ved dette nye redskapet, er at det kan være vanskelig å kontrollere.
Kanskje vil vi egentlig bare at det skal virke i en viss del av kroppen. Eller at det bare skal være aktivt i en begrenset tid. Dette kan være viktig for å minimere risikoen for skadelig feil-klipping.
Et annet problem oppstår når CRISPR Cas9-teknologien brukes i såkalte gen-drivere. De får nye gener til å spre seg raskt i en hel bestand av levende skapninger – for eksempel i mygg.
Men hva om du angrer, eller det nye genet begynner å spre seg til områder hvor det ikke burde være?
Oppdaget tre ulike stopp-proteiner
Ett av kriteriene som må være på plass før vi virkelig kan begynne å ta CRISPR i bruk, er at vi har gode måter å stoppe det på.
Og det er altså her den nye oppdagelsen kommer inn.
April Pawluk fra University of Toronto og kollegaene hennes har funnet intet mindre enn tre ulike proteiner som ser ut til å legge en kraftig demper på CRISPR Cas9. Også i kulturer med menneskeceller.
Og antagelig finnes det mange flere slike av-knapper, spår forskerne.
Eldgammelt våpenkappløp
Det var i utgangspunktet mye som pekte mot at jakten på av-knappen var verdt et forsøk. Det skyldes opprinnelsen til CRISPR Cas9.
Teknologien er nemlig slett ikke funnet opp av mennesker. Vi har rappet den fra bakterier.
Redskapet er en viktig del av bakterienes forsvar mot virus. Kort fortalt brukes det til å klippe i stykker DNA eller RNA fra virus som angriper bakterien.
Lær hvordan CRISPR Cas9 fungerer her eller åpne en større versjon:
Bakteriene har flere typer av dette systemet, både CRISPR Cas9 og andre varianter. Dermed er de godt utstyrt til å bekjempe både kjente og ukjente virus.
Men dessverre for bakterien lar ikke virusene seg utmanøvrere så lett. Som et ledd i et eldgammelt våpenkappløp mellom virus og bakterier, har virusene utviklet et forsvar mot forsvaret: Proteiner som kan stoppe aktiviteten til CRISPR-systemene.
Og det var dette som inspirerte Pawluk og co.
Åpner for tettere regulering
Tidligere forskning hadde vist at virus har utviklet proteiner som stoppet andre varianter av CRISPR. Derfor mistenkte Pawluk og kollegaene at det også ville finnes bremsemekanismer for CRISPR Cas9, som er den typen vi mennesker hovedsakelig bruker.
Og det fant de altså. Hele tre stykker. De testet dem også i levende menneskeceller, med godt resultat.
Dette åpner muligheter for en mye tettere regulering av CRISPR Cas9-systemet, kommenterer Ross Cloney, senior editor for Nature Communications, i siste Nature Reviews Genetics.
Referanse:
A. Pawluk, N. Amrani, Y. Zhang, B. Garcia, Y. Hidalgo-Reyes, J. Lee, A. Edraki, M. Shah, E. J. Sontheimer, K. L. Maxwell, A. R. Davidson, Naturally Occurring Off-Switches for CRISPR-Cas9, Cell, desember 2016. Sammendrag. http://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(16)31589-6
Satellittsignaler blir forstyrret av plasma mellom satellittene og jorda. Plasma er ionisert gass og den vanligste formen for synlig materie i universet.
Men hvordan opptrer egentlig plasma? Hvordan forstyrrer plasma signaler?
– For å finne svar på disse spørsmålene jobber vi først med store simuleringer. Deretter sender vi opp forskningsraketter, forklarer Wojciech Miloch.
Han er førsteamanuensis ved Fysisk institutt ved Universitetet i Oslo.
Han er også norsk koordinator for et forsknings- og utdanningssamarbeid med Kobe-universitetet i Japan. Samarbeidet har støtte fra Utforsk-programmet.
– At studentene får delta i konkret forskningsarbeid, virker ekstra motiverende, sier Wojciech Miloch. Her flankert av Hideyuki Usui (t.v.) og Yohei Miyake, henholdsvis professor og førsteamanuensis ved Kobe-universitetet. (Foto: Runo Isaksen / SIU)
Lager bølger i ionosfæren
Næringsinteressene og -aktivitetene vokser i Arktis. Samtidig tilsier prognoser at den arktiske sjøisen er borte hele sommeren innen 2050. Det vil åpne den nordlige sjøruten mellom til Asia – og innebære en sterk økning i skipstrafikk.
Krav til sikkerhet på sjø og land øker, og det avhenger blant annet av sikre GPS-signaler.
Rakettmålinger er eneste metode for å måle plasma over Arktis. Forskere skyter raketter med avansert måleutstyr ut i ionosfæren, 300 kilometer opp. Det høres kanskje greit ut, men er det ikke.
Problemet er nemlig at raketten samtidig forstyrrer plasma. Og omvendt: Plasma påvirker både raketten og måleutstyret.
– Sammenlign det med en båt på havet: Du vil studere havet, men samtidig lager båten bølger. Vi vil studere ionosfæren, men for å gjøre dette nøyaktig, må vi samtidig forstå hvordan rakettene påvirker plasma, sier Miloch.
Utforsk-samarbeidet lener seg tungt på et større forskningssamarbeid kalt «4DSpace», en satsing på UiO. Koblingen av utdanning og forskning er en viktig suksessfaktor, slik Miloch og hans japanske kollega Hideyuki Usui vurderer det.
– Det hender at studentene gjør oppdagelser som er relevante for videre analyser. Vi har fire-fem fagartikler underveis nå, hvor også studenter deltar som forfattere, sier Usui.
Studentutveksling er viktig i Utforsk-samarbeidet. I 2015 ble det arrangert to felles workshops, én i Oslo, én i Kobe. Ambisjonen var å ta opp 20 studenter på master- og doktorgradsnivå.
– Vi endte opp med hele 33 studenter, for interessen var så stor. Japan er veldig eksotisk for våre studenter. At de også får delta i konkret forskningsarbeid, virker ekstra motiverende, mener Miloch.
At arbeidet også fort får praktisk anvendelse, er vel så motiverende.
– Det finnes ingen vitenskapelige ekspedisjoner uten forutgående simuleringer. En tur til månen, eller rundt en komet: Det er alltid simuleringer først. Også framtidige satellittoppdrag må bygge på simuleringer, slik at forskerne vet mest mulig om hvordan instrumentene vil fungere, forklarer Miloch.
Simuleringer er også viktig for å analysere data samlet fra romfartøy. Egentlig er det først når forskerne sammenligner resultater fra rakettekspedisjoner med nye simuleringer at de fullt ut kan forstå dataene.
– Kombinasjonen av simuleringer og konkrete eksperimenter på satellitter og raketter er vår styrke. Vi kan se hva som skjer under ulike forhold og videreutvikle kodene våre, sier Miloch.
Utvikler nye koder
Simuleringer av hva som skjer når raketter og plasma treffer sammen, foregår i form av såkalte «koder», det vil si store dataprogrammer utviklet over flere år. UiO-miljøet har utviklet sin kode, Kobe sin.
Studentene har konkrete oppgaver med å utvikle kodene videre.
– Kobes koder er litt annerledes enn våre, og vi implementerer mye av deres metoder i våre programmer. Dette samarbeidet handler om utveksling av kunnskap også, ikke bare av studenter og forskere, påpeker Miloch.
Hans miljø har i en årrekke drevet med rakettoppskytninger på Andøya, med studenter tungt involvert.
– Vi kommer til å ha flere oppskytninger på Andøya i årene framover. Vi vil gjerne også ha japanske studenter med i framtidige oppdrag, sier Miloch.
Samtidig regner han med å få norske studenter involvert i framtidige rakettoppskytninger i Japan, i regi av JAXA – Japan Aerospace Exploration Agency.
Står sterkere på arbeidsmarkedet
Hideyuki Usui understreker at det norsk-japanske samarbeidet har stor verdi for de japanske studentene.
– Industrien her i Japan ser etter kandidater med internasjonal erfaring og som behersker engelsk. Samarbeidet gir våre studenter et stort fortrinn når de senere skal søke jobb, sier Usui.
Forskerne ønsker nettopp å samarbeide med industrien.
– Vi har akkurat startet et samarbeid med Mitsubishis avdeling for romteknologi. De jakter på kunnskap, som vi kan tilby med våre avanserte simuleringer, sier Usui.
Miloch mener at også de norske kandidatene får et klart fortrinn.
– Studieopphold utenlands gir en helt klar tilleggsverdi. Det viser at du har guts og inspirasjon. Du kan jobbe i team. De har vært utsatt for internasjonalt samarbeid og andre kulturer. Og det er jo slik verden er i dag: Vi lever i en åpen, flerkulturell verden med veldig få og små barrierer, påpeker Miloch.
– Japansk kultur er jo veldig forskjellig fra vår vestlige, legger han til.
Akkurat på det punktet er ikke Usui helt enig.
– Vi har introdusert mye vestlig her i Japan, så vi føler oss ikke så ulike dere. Bortsett fra språket, da.
Satelittfoto av Europa og Afrika. (Foto: Norsk Romsenter)
En investering
Usui er full av ambisjoner og visjoner for det videre samarbeidet.
– Om fem år har vi utvidet forskningsfeltet til å inkludere ikke bare raketter-plasma-interaksjon, men også asteroider og kometer, sier Usui.
Han viser til en ny supercomputer som kommer hans fagmiljø i 2020, og som kan gjøre simuleringer mye fortere og med mye større datamengder.
– Våre to miljøer spiller en viktig rolle i å planlegge framtidige rakett- og satellittekspedisjoner. Og jeg vil gjerne at flere av studentene som deltar nå, i årene framover blir ledere i dette samarbeidet. Andre vil ta jobber i industrien, så vi vil ha «våre folk» der også. Dette vil bare vokse. Det er en investering, rett og slett, sier Miloch.
Det hele har skjedd så fort at de færreste har fått det med seg.
For bare fire år siden fant forskere opp CRISPR Cas9-teknologien – en helt ny teknikk for å redigere gener. Etter det har forskningen på denne typen genteknologi eksplodert.
Og ikke minst. Genredigering kan gjøre oss i stand til å bekjempe noen av menneskehetens store svøper: myggbårne sykdommer som malaria, som rammer millioner og dreper hundretusener hvert år.
Forskergrupper har allerede brukt CRISPR Cas9 til å lage en malariafri mygg som kan ta over malariamyggens områder. Andre utvikler metoder for utrydde hele insektet, for eksempel ved å spre gener som gjør at alle nye avkom blir hanner. Snart blir det ingen hunner igjen som kan legge egg.
Bill og Melinda Gates Foundation pøser penger inn i utviklingen. De tror en ferdig løsning kan være utviklet allerede om to år.
Men det store spørsmålet er: Skal vi bruke den?
Skal vi forsøke å redde millioner av mennesker ved å slippe en genredigert skapning løs i naturen? Eller skal vi fortsette å la folk dø, for å beskytte verden fra mulige farlige og irreversible endringer som kan spre seg til hele kontinenter?
Valget er umulig, og vi må gjøre det nå.
Men hvem skal bestemme og etter hvilke kriterier? Foreløpig har vi ikke tilpassede internasjonale regler for å håndtere en slik teknologi, sier Sigrid Bratlie Thoresen, seniorrådgiver i Bioteknologirådet.
Redde mennesker eller sikre miljøet?
Men først: Hvorfor er dette så mye vanskeligere enn valg vi har gjort før?
Vi har jo allerede sluppet ut massevis av genmodifiserte organismer (GMOer) i det fri, for eksempel genmanipulert mais, soya og bomull. Ja, til og med genmanipulerte mygg.
De fleste er godt kjent med diskusjonene rundt faren for at genmodifiserte planter kan rømme fra åkrene eller spre genene sine i naturen ved å krysse seg med ville slektninger.
Noen kjenner kanskje også til debatten rundt forsøkene til firmaet Oxitec, som har sluppet ut millioner av genmodifiserte mygg ut i områder i Brazil, Malaysia og Caymanøyene.
Myggen har gener som gjør at avkommet dens dør unormalt unge. Poenget er å redusere bestandene av mygg som overfører sykdommen denguefeber, og Oxitec selv hevder at populasjonene faktisk falt med 90 prosent på kort tid etter utsettingen.
– Lokale myndigheter i Brasil rapporterte i sommer at sykdomsforekomsten også hadde gått ned med rundt 90 prosent i utsettingsområdene. Nå har myndighetene i Florida gitt tommel opp til å sette i gang forsøk der også, siden det er den samme myggen som sprer zika, forteller Thoresen fra Bioteknologirådet.
Folk er imidlertid redde for at de genmodifiserte skapningene skal ha skadelige virkninger på folk eller miljø.
Potensialet for katastrofe i disse tilfellene er likevel begrenset. De manipulerte genene blir fort vannet ut i et hav av andre gener i miljøet:
Når en genmodifisert mygg parer seg med en vanlig mygg, får avkommet halvparten av genene fra den normale myggen. Ungene parer seg igjen med vanlige mygg, og slik blir det lenger og lenger mellom nye mygg med de modifiserte genene.
Skal Oxitec bekjempe denguefeber med slike vanlige genmodifiserte mygg, krever det at de stadig fyller på med millioner av nye genmodifiserte insekter.
Men det er her en ny CRISPR-mygg kan skille seg radikalt fra alt vi har sett tidligere.
Voldsom spredning
Ved hjelp av CRISPR-teknologi har forskerne funnet en måte å spre nye gener i turbofart – mye raskere enn naturen ville gjort på egen hånd.
Teknikken kalles gen-drivere. Den sørger for at de nye genene ikke bare dukker opp i noen av avkommene til myggen, slik som i vanlig arv. Derimot får praktisk talt alle ungene den nye egenskapen. Det samme gjelder for barnebarna.
I stedet for at den genmodifiserte myggvarianten blir sjeldnere og sjeldnere for hver generasjon, består nå hver nye generasjon av bare genmodifiserte mygg.
Slik kan en egenskap spre seg til alle mygg i et område i løpet av bare ett år. Og det stopper ikke der. Det er i prinsippet ingenting som hindrer den nye varianten i å krysse landegrensene, og til slutt ta over et helt kontinent.
Her kan du se hvordan gen-drivere sprer gener mye fortere enn normalt:
(Illustrasjon: Sigrid Thoresen/Bioteknologirådet, CC BY-NC-ND 4.0)
Tors hammer
Plutselig har vi faktisk en helt reell mulighet til å utrygge malariamygg. Eller å bytte ut alle malariamygg med en ny, menneskemanipulert variant.
For et våpen!
– Ingen vitenskapelige oppdagelser de siste århundret har vært mer lovende – eller reist flere vanskelige etiske spørsmål, skrev vitenskapsjournalist Michael Specter i en artikkel i National Geographic Magazine i august.
Et eget ekspertpanel hos det svært innflytelsesrike National Academy of Sciences i USA konkluderer med omtrent det samme: Den raske utviklinga av gen-drivere er både løfterik og bekymringsfull, skriver de.
Vi står billedlig sett med en lyngnistrende Tors hammer i neven, klare til å kyle den i fleisen på våre erkefiender.
Men som vi alle vet har den hammeren en tendens til å vende tilbake.
Så hva er oddsen for at vi selv får den i knollen på returen?
Mye kan gå galt
Hva skjer for eksempel hvis myggen forsvinner?
Det lille insektet hører hjemme i et økosystem, hvor det har sin plass og er mat for mange andre arter. Hva skjer med dem når myggen er borte?
Kanskje et annet insekt ser sitt snitt og tar over de ledige leveområdene etter myggen. Kan det i så fall skade oss eller endre økosystemer vi er avhengige av?
Er det noen mulighet for at det nye genet kan spre seg fra mygg til andre insekter? Kan vi – i aller verste fall – ende opp med å utrydde bier og andre insekter som pollinerer avlingene våre?
Selv om vi ikke utrydder myggen, men bare gjør den malariafri, kan det oppstå uventede problemer. Dersom malariaparasitten er borte, blir myggkroppen kanskje tilgjengelig for andre mikroorganismer? Kan de potensielt være enda farligere for oss?
Og i tillegg er det de notoriske ukjente ukjente: Kan dette ha negative konsekvenser som ingen av oss har hatt fantasi til å forestille oss ennå?
På den annen side er det også viktig å forholde seg litt realistisk til saken, og ikke fortape seg i de aller mest ekstreme skrekkscenariene.
Så hva blir det til?
Skal vi bruke hammeren eller ikke?
Kostnader og nytte
Som alltid blir det et spørsmål om å veie kostnader opp mot nytte, sier Thoresen ved Bioteknologirådet.
Er godene ved å bruke teknologien store nok til å oppveie risikoen?
– Noen mener vi aldri vil kunne rettferdiggjøre å bruke gen-drivere, og vil gå så langt som å lage et moratorium på forskningen.
Enkelte grupper argumenterer for at vi trenger å sette forskningen på pause til både forskere, lokalsamfunn og nasjoner har fått diskutert saken om tenkt seg nøye om.
Men andre vurderer de potensielle fordelene som så store at vi må fortsette.
– Det er også kostnader ved å ikke ta metoden i bruk, sier Thoresen.
For kan vi virkelig forkaste muligheten til å redde hundretusener av barn fra malaria?
Konvensjonell myggbekjempelse – for eksempel ved hjelp av insektmidler – har også sine kostnader. (Foto: Song Pin / Shutterstock / NTB scanpix)
– Kan ikke si kategorisk nei
Anne Ingeborg Myhr, direktør ved Genøk, mener at vi ikke kan si kategorisk nei til teknologien, selv om det er knyttet risiko til å bruke den.
Men vi må vite mer før vi gjør et valg. For foreløpig er CRISPR-gen-drivere bare studert i noen få forsøk i laboratoriet.
– Nå trenger vi en trinnvis prosess fram mot mer kunnskap. Først flere laboratorieforsøk, så forsiktige tester i felt, for eksempel på øyer eller i lukkede systemer der man har muligheten til å stoppe.
– Vi må overvåke om det slår ut riktig mygg og hva som skjer med de andre insektene i økosystemet, og hele tiden vurdere risiko opp mot samfunnsnytten, sier Myhr.
Men feltforsøk med gendriver-mygg er ikke bare-bare, sier Thoresen fra Bioteknologirådet.
– Klarer vi å holde dem innenfor grensene?
– Jeg tror løsningen er å utvikle systemer som er selvbegrensende. Forskere ved MIT har for eksempel lagd en type gen-drivere som er stykket opp, slik at én bit blir borte for hver generasjon. Dette gjør at gen-driveren bare virker en stund.
Det er også tenkelig å utvikle mygg med gener som motvirker den nye egenskapen – et slags genetisk viskelær – som kan sendes ut i miljøet for å erstatte den første bølgen med genmanipulerte mygg.
Men selv om vi gjør grundige forsøk, både i laboratoriet og i felt, og utvikler sikkerhetsmekanismer, kan vi fortsatt ikke være helt sikre på hva som skjer når vi slipper teknologien løs i naturen. Vi må bare prøve det.
Så hvem er det som bestemmer om vi skal ta sjansen?
Mangler internasjonale bestemmelser
– Det er til syvende og sist en politisk beslutning, sier Thoresen.
Spørsmålet er bare hvilke politikere. Når det gjelder GMOer har landene egne lover for bruk. Men CRISPR-organismer med gen-drivere forholder seg ikke til landegrenser. Hva hjelper det at norske politikere sier nei, hvis svenske sier ja?
Skal noen i det hele tatt ha kontroll, må det være igjennom internasjonale bestemmelser. Men CRISPR har tatt oss på senga. Foreløpig finnes ingen internasjonale avtaler rundt utslipp av gen-drivere.
Den eksisterende Cartagena-protokollen for regulering av genmanipulerte organismer (GMO) vil heller ikke være til så mye hjelp. Her står landene fritt til å nekte å innføre GMOer. Men en slik nekt blir fort meningsløs når vi snakker om organismer med gen-drivere som selv krysser grensene.
Dersom et land ønsker å slippe ut skapninger med gen-drivere, finnes det ingen regler for å stoppe dem.
Foreløpig er ikke landene en gang enige om hvorvidt genredigerte organismer generelt skal klassifiseres som GMOer.
Må ha offentlig debatt
USA og Sverige mener genredigerte organismer som er lagd ved å fjerne gener – ikke sette noen inn – faller utenfor definisjonen av GMO. Dermed kan de fritt slippes ut i naturen. Sverige har allerede plantet ut noen slike genredigerte planter i forsøksfelt, mens EU og Norge ennå ikke har bestemt seg for hva de mener.
Når det gjelder mygg med gen-drivere, har forskerne imidlertid satt inn gener. Disse organismene klassifiseres dermed som GMOer, og reguleres etter genteknologiloven. Men paragrafene der er ikke lagd for å regulere skapninger med gen-drivere.
Foreløpig er det altså full forvirring og et plutselig behov for å lage et nytt internasjonalt regelverk. Innen et par år kan vi ha reelle saker på bordet, hvor vi faktisk må velge om vi vil redde barn fra malaria.
Nå haster det med å få diskusjonene om CRISPR og gen-drivere ut fra forskernes kontorer og inn i den offentlige debatten, mener Thoresen.
– Det er politikerne som bestemmer, men vi trenger innspill fra mange samfunnsaktører. Dette berører oss alle, så deltagelse er en viktig del av prosessen.
Da er det vesentlig at både vi og politikerne skjønner hva den nye teknologien innebærer. Av både godt og vondt.
