Kan AI omskrive vores DNA? GATTACA er ikke længere sci‑fi

Fra gen til helgenomredigering

Indtil for nylig var genetiske modificeringer ret primitive, idet man tilfældigt indsatte en ny genetisk sekvens i målorganismerne. Indsættelsesmetoden var også meget destruktiv. Som følge heraf blev kun bakterier og planter rutinemæssigt genetisk modificeret, og enhver genredigering i organismer som pattedyr (inklusive mennesker) var kompleks, dyr og langsom.

Dette har delvist ændret sig med CRISPR‑teknologien, som pludselig åbnede vejen for præcis og kontrolleret genredigering, hvilket resulterede i, at den første gen‑terapi for en menneskelig genetisk sygdom blev godkendt i slutningen af 2023.

Dog er CRISPR stadig ikke tilstrækkeligt til at redigere mere end ét, eller måske en håndfuld gener. En komplet omstrukturering af genomet syntes stadig uopnåelig.

Dette kan lige nu have ændret sig med en banebrydende opdagelse fra kinesiske forskere ved Kinas Akademi for Videnskab i Beijing. De annoncerede en ny metode, der muliggør modificering af enorme dele af hele kromosomer, og åbner vejen for at genredigering kan erstattes af helgenomredigering.

De offentliggjorde deres resultater i den prestigefyldte videnskabelige tidsskrift Cell¹, under titlen “Iterative recombinase technologies for efficient and precise genome engineering across kilobase to megabase scales”.

Gen versus genomredigering

Takket være CRISPR og andre tilknyttede teknologier, som “base editing”, er det nu muligt at modificere et specifikt gen uden uønsket ikke‑målrettet redigering eller skade på den målrettede genetiske sekvens. Redigering af flere gener på én gang er endda ved at blive muligt.

Dog er flytning eller redigering af en større del af et kromosom ofte ineffektiv, hvilket gør det usandsynligt at udføre in vivo for komplekse organismer, da de fleste celler enten ikke vil blive modificeret eller blive beskadiget i processen.

Det mest almindelige system, der anvendes, er det såkaldte “Cre‑Lox” genredigeringssystem, som bruger Cre‑rekombinase fra en bakteriofag og gentagne sekvenser af LoxP‑steder i genomer.

Kilde: Vector Builder

Symmetrien af lox‑stederne kan nogle gange føre til reversible rekombinationsreaktioner, som vender de ønskede redigeringer.

Cre‑proteiner, som består af 4 underenheder, kan også gøre ingeniørarbejdet vanskeligt og hæmme optimering af aktiviteten.

En anden begrænsning ved nuværende genredigeringsmetoder er “arredannelse” (rekombinationssteder), hvor punktet for fjernelse og indsættelse i kromosomet beskadiges af processen, hvilket potentielt kan medføre katastrofal skade på den resulterende celle, selvom genredigeringsprocessen lykkedes.

Forbedring af Cre‑Lox til stor‑skala genredigering

Nye opgraderede værktøjer

Først byggede forskerne en høj‑gennemløbsplatform til hurtig modificering af rekombinationssteder og brugte et asymmetrisk Lox‑steddesign.

På denne måde udviklede de nye Lox‑varianter, der reducerer reversibel rekombinationsaktivitet (uønsket omvendelse) med mere end 10‑fold, mens de bevarer høj‑effektiv fremadrettet rekombination (det tilsigtede mål).

Dernæst brugte de en AI‑assisteret rekombinase‑ingeniørmetode (AI‑informerede begrænsninger for protein‑engineering – AiCErec) til at generere Cre‑varianter med 3,5‑gange rekombinationseffektiviteten af den tidligere anvendte type.

Kilde: Cell

Endelig brugte de den høje redigerings‑effektivitet fra prime‑editorer til præcist at erstatte resterende Lox‑steder med den oprindelige genom‑sekvens.

Sammenføring af innovationer

Sammen gjorde disse tre innovationer det muligt at udføre arrefri DNA‑manipulationer fra kilobase til megabase i planter og humane celler.

Det omfatter deletioner, erstatninger, inversioner og translokationer på kromosomniveau.

Forskernes testede værktøjerne for forskellige niveauer af genredigering:

• Målrettet integration af store DNA‑fragmenter op til 18,8 kb
• Komplet udskiftning af 5‑kb DNA‑sekvenser
• Kromosomale inversioner på 12 Mb
• Kromosomale deletioner på 4 Mb
• Hele kromosom‑translokationer.

Det er nu bevist, at disse værktøjer kan vende, fjerne eller indsætte massive stykker genetisk kode i både planter og dyr.

Kilde: Cell

Blandt eksemplerne på genredigering, som forskerne udførte som test, udviklede de ris, der er resistent over for herbicider ved at vende en enorm sektion af dets DNA (en præcis inversion på 315 kb), noget der før næsten var umuligt.

Fremtidige anvendelser

Det er faktisk svært fuldt ud at forstå potentialet i denne nye teknologi. Årsagen er, at den kan erstatte hele segmenter af et kromosom sømløst og tilsyneladende på en meget kontrolleret måde.

Dette åbner vejen for en form for genetisk ingeniørkunst, der tidligere var fuldstændig uden for rækkevidde, og som potentielt kan have samme indflydelse som den Nobelpris‑vindende opdagelse af CRISPR.

Et eksempel på en sådan redigering kunne være at erstatte helt den måde, nogle planter eller organismer bekæmper en given patogen på, ved at overføre mellem sorter eller arter en hel blok af genetisk materiale for at skabe helt nye egenskaber.

En anden mulighed kunne være at ændre i kimlinjen (ved befrugtning eller på embryonalt niveau) hele segmenter af kromosomer, som er samlet og styrer specifikke egenskaber.

Hvis det afprøves og godkendes hos mennesker, kunne dette for eksempel ændre modstandskraften over for visse kræftformer, immunsystemet, risikoen for visse sygdomme som Alzheimers, fysiske egenskaber som hår‑ og hudfarve, eller endda gener for intelligens og andre mentale egenskaber.

Indtil nu har forskningen i egenskaber, der styres af flere gener, især komplekse som immunsystemet eller intelligens, som er forbundet med hundredvis af forskellige gener, været hæmmet af den begrænsede anvendelse, som sådanne opdagelser kunne have.

Men hvis helgenomredigering bliver muligt, kan opdagelsen af, hvordan man erstatter et helt kromosom på én gang, hjælpe med at skabe optimalt genetisk materiale, så længe vi forstår tilstrækkeligt, hvilke egenskaber der er ønskelige eller ej.

Etiske spørgsmål

Det er åbenlyst, at dette allerede vil være kontroversielt i forhold til planter eller dyr. Og endnu mere, hvis det overvejes for mennesker.

Der vil dog også være enorme pres og interesser fra mange mennesker for muligheden for at give deres børn længere og sundere liv eller en konkurrencemæssig fordel i intelligens eller udseende sammenlignet med deres “u‑redigerede” jævnaldrende.

Dette har tidligere blevet diskuteret i science fiction, især i filmen GATTACA, som udforsker en fremtid, hvor kun “perfekte” mennesker får adgang til de øverste lag af samfundet, uanset deres faktiske talenter.

Kilde: Frame Rated

Et sådant udfald er uønsket. Men hvis det udføres på en etisk og afbalanceret måde, kan teknologien i stedet have enormt potentiale for at øge menneskelig levetid, forbedre sundheden på befolkningsniveau og næsten permanent løse alle genetiske sygdomme, som i dag får millioner til at lide dagligt.

Investering i genomik og biotek

Hvis genredigering bliver en realitet, vil masse‑testning af genomer for at opdage problematiske genetiske sekvenser, der sandsynligvis kan forårsage sygdomme, blive almindeligt.

Det kan også blive en rutinemæssig test udført på hvert nyfødt barn, selvom masse‑genredigering ikke accepteres, og kun godkendes for livstruende tilstande, men ikke for udseende eller intelligens.

Som følge heraf vil de virksomheder, der har en stærk position inden for genom‑sekventering, være de første til at drage fordel.

Illumina

Mens de andre -omics i multiomics (proteomics, transcriptomics, etc.) er vigtige, omhandler næsten alle på den ene eller anden måde genomik, den grundlæggende “instruktionsmanual” for hver levende celle.

Og langt den største producent af genom‑sekventeringsmaskiner er Illumina. Virksomheden fokuserer på kort læsning af genetiske sekvenser, som bruges til kræftdetektion. Den har i øjeblikket over 22.000 installerede sekventører i 165 lande.

Omkring halvdelen af Illuminas forbrugsstoffer til sekventeringsmaskiner bruges i kliniske anvendelser, mens den anden halvdel bruges i offentlige og private forskningslaboratorier. I kliniske anvendelser kommer halvdelen af efterspørgslen fra onkologi.

Kilde: Illumina

Efterhånden som genomik og multiomics bliver centrum for lægemiddelforskning samt kræftdiagnostik, forventes Illuminas udstyr at være i høj efterspørgsel. Virksomheden forventer, at efterspørgslen efter NGS (Next Generation Sequencing) vil vokse med 18 % CAGR for kliniske anvendelser og 6 % CAGR for forskning, hvilket vil øge sektorens samlede adresserbare marked (TAM) fra 100 mia. USD for klinisk og til 25 mia. USD for forskning inden 2033.

Kilde: Illumina

Illumina havde en kompliceret historie med liquid biopsy‑virksomheden Grail (GRAL -0,36 %), som var en afspaltning fra Illumina, senere genkøbt, og nu tvunget tilbage til en afspaltning af konkurrencemyndighederne i USA og EU.

Med dette problem af vejen kan Illumina genoptage sin langsigtede vækst og aktiekursstigning, især da Grails liquid‑biopsitest sandsynligvis fortsat vil afhænge af Illumina‑sekventører.

(Du kan også læse en mere detaljeret analyse af Illuminas forretning, fremtidige teknologier og historie i den dedikerede investeringsrapport).

Seneste Illumina (ILMN) aktienyheder og udviklinger

Studie refereret

^{1. Chao Sun, Hongchao Li, Yijing Liu, Yunjia Li, Rui Gao, Xiaoli Shi, Hongyuan Fei, Jinxing Liu, Ronghong Liang, Caixia Gao. Iterative recombinase technologies for efficient and precise genome engineering across kilobase to megabase scales. Cell. 4. august 2025. DOI: 10.1016/j.cell.2025.07.011}