CRISPR

Crispr, in jargon vanuit het Engels vaak als CRISPR gespeld, een afkorting van het Engelse clustered regularly interspaced short palindromic repeats, vormt een cruciaal onderdeel van het verdedigingsmechanisme van bacteriën en archaea tegen virussen. Het systeem bestaat uit specifieke DNA-sequenties in het prokaryotisch genoom, die bacteriën gebruiken om virussen te herkennen en te neutraliseren. CRISPR-sequenties bestaan uit korte, regelmatig herhaalde basenreeksen van 21–48 nucleotiden, die elk worden gescheiden door zogenaamde spacers: stukjes DNA die afkomstig zijn van eerdere virale infecties. Op deze manier functioneert het CRISPR-systeem als een moleculair 'geheugen' van eerdere infecties.

Het CRISPR-systeem werkt in combinatie met het enzym Cas9 (en andere Cas-eiwitten bij verschillende CRISPR-types), dat het virale DNA kan knippen op locaties die overeenkomen met de spacers. Dit mechanisme lijkt qua werking op RNA-interferentie dat voorkomt bij eukaryoten, waarbij ook specifieke basenreeksen worden herkend en afgebroken. Door de enorme specificiteit en veelzijdigheid hebben onderzoekers het CRISPR/Cas-systeem kunnen omzetten in een krachtige en relatief eenvoudige genetische technologie, waarmee men gerichte veranderingen kan maken in het erfelijk materiaal van een levend organisme.

CRISPR is wijdverspreid onder prokaryoten: CRISPR-sequenties zijn aangetoond bij ruim 40% van de vastgestelde bacteriële genomen, en bij ongeveer 85% van de archaeale genomen. Er bestaan verschillende types CRISPR-systemen (Type I, II en III), elk met unieke Cas-eiwitten en werkingsmechanismen. Onderzoek in bacteriën heeft duidelijk gemaakt dat het niet alleen een verdedigingsrol heeft; sommige soorten gebruiken CRISPR-sequenties ook voor regulatie van hun eigen genexpressie en communicatie met andere cellen.