CoachBacteriën bewaren fragmenten van de genomen van fagen die hun voorouders hebben besmet in een reeks herhalingen (CRISPR), schrijven ze af tot korte gids-RNA’s, en sturen daarmee een nuclease naar elk passend DNA dat de cel binnenkomt: een adaptief afweersysteem met een genetisch geheugen. Bij Streptococcus pyogenes is het nuclease het enkele eiwit Cas9, dat een gids-RNA en een tweede klein RNA bindt, DNA afzoekt op een protospacer-aangrenzend motief van drie basen (PAM, 5-NGG), het aangrenzende DNA ontwindt en, als de twintig basen naast de PAM met de gids paren, beide strengen drie basen van de PAM doorknipt. Jinek, Charpentier, Doudna en collega’s (2012) versmolten de twee RNA’s tot één enkelvoudig gids-RNA en toonden aan dat Cas9 met een gids van willekeurige sequentie DNA op die sequentie in een reageerbuis knipt; binnen een jaar was aangetoond dat het paar werkt in cellen van mens, muis, zebravis, plant en gist. Genoombewerking is wat de cel met de knip doet: eindverbinding laat een kleine insertie of deletie achter die het gen verstoort (een knock-out in één stap, in elk organisme, binnen weken), en homologe recombinatie met een aangeboden matrijs schrijft er een gekozen sequentie in.
Voorbeelden
Voorbeeld 6.13 (Een genezing)
Sikkelcelziekte is één basenverandering in -globine. Foetaal hemoglobine, gemaakt uit -globine, zou het kunnen vervangen, maar de -genen worden na de geboorte uitgezet door de repressor BCL11A. De eerste goedgekeurde CRISPR-therapie (2023) neemt de eigen bloedstamcellen van de patiënt, knipt met Cas9 de erytroïde enhancer van BCL11A door zodat de eindverbinding haar in de meeste cellen uitschakelt, en geeft de cellen terug nadat het beenmerg van de patiënt is leeggemaakt: de rode cellen die zij maken zijn rijk aan foetaal hemoglobine, sikkelen niet, en de crises houden op. De bewerking is somatisch — de kiembaan blijft onaangeroerd en de verandering wordt niet geërfd — en zij gebruikt de “grove” uitkomst, verstoring, juist waar verstoring is wat men wil.