Enamik tänaseks haiguslike seisunditega seostatud geeniteisenditest kujutavad endas vaid ühe aluspaari vahetumist teise vastu. Piltlikult on näiteks tähepaar C-G muundunud tehtud kopeerimisvigadega tõttu hoopis T ja A tähest koosnevaks paariks. Haigusriski kasvatava või otseselt tõbe põhjustava alleeli parema vastu vahetamiseks piisaks vaid tillukesest asendusest. Muus osas revolutsiooniline bakterite immuunsüsteemil põhinev Crispr/Cas0 jääb hätta aga just taoliste muudatuste tegemisel.

Kuigi ensüüm Cas9 leiab sellele kaardina kätte antud RNA molekuli alusel sihikule võetud DNA ahela lõigu äärmiselt edukalt üles ja eemaldab ka selle genoomist, pole rakkude enda DNA-parandusmehhanim sugugi veatu. Peaeesmärgiks on ahela parandamine, mitte miski muu. Nii läheb osa tähti sageli kaotsi või tehakse muid vigu.

Kuna analoogseid geenimuutmistehnikaid kasutatakse enamasti geenide rivist välja löömine, pole see olnud ka eriline probleem. Küll mängib see aga rolli juhul, kui teadlased sellele kaasa pärilikkusaine lõigu, millega võiks raku DNA-parandusmehhanism asendada välja lõigatud järjestuse. Soovitud täppisasendus tehakse keskmiselt vaid ühel juhul 20st või veelgi harvem.

Harvardi ülikooli teadlased eesotsas David Liuga kirjeldavad nüüd Crispr/Cas9 süsteemil põhinevat lahendust, mis võimaldab pärilikkusaine eemaldamise asemel muuta DNA ahelas üksikuid nukleotiidipaare. Uudse tehnika tarbeks rööviti Cas9 ensüümilt võime DNA ahelaid katkestada ning lisati sellele ensüüm, mis muudab DNA tähestikus C tähe (tsütosiini) U-ks (uratsiiliks). Muutust märkav DNA parandusmehhanism asendab seejärel lisandunud U või eelistatult selle vastas paikneva G (guaniini).

Katseklaasis tehtud katsetes leidis töörühm kuue erineva genoomi piirkonna näitel, et hiirte rakkudes tehti soovitud muutus tehti kahel juhul viiest. Täiustatud süsteemiga suudeti Alzheimeri tõve riski kasvatav teisend isegi kuni kolmel juhul neljast. Inimeste rakkudes suudeti näiteks vähiga seostatud geenimutatsiooni asendada 7,6 protsendil juhtudest. Traditsioonilise Crispr/Cas9 süsteemiga pole suudetud seda seni üldse teha. Elavates hiirtes on oli õnnestumisprotsent suurusjärgu võrra väiksem.

Nõnda nendib Liu kolleegidega, et uut süsteemi on vaja veel täiendavalt lihvida ning märgib, et hetkel saab teha vaid kahte tüüpi asendusi. Samal ajal viitab ta aga, et tänaseks on tuvastatud sadu geeniteisendeid, mille puhul on kurja juureks just antud aluspaar. Samuti võiks see hõlbustada haigusmudelite loomist.

Töörühm kirjeldab meetodit ajakirjas Nature.