
English: 
Voiceover: Glowing flies and CRISPR-Cas9?
How gene editing can help us understand how
cancer affects our genome
So what is Crispr-Cas9 and how does it 
apply to cancer research?
Well this is Norman, he is a researcher in the 
Taipale group at the University of Helsinki
He’s been setting up a fly-lab for 
functional genomic studies
I asked him to explain what CRISPR’s are, 
and how he applies it to his research
This is basically part of the immune system of bacteria
so basically how the bacteria defends 
themselves against viruses
and the nice thing is that these CRISPR’s 
recognize DNA sequences

Finnish: 
Hohtavia kärpäsiä ja CRISPR-Cas9?
Miten geenien muokkaaminen auttaa ymmärtämään
kuinka syöpä vaikuttaa genomiin
Mikä on Crispr-Cas9, 
ja miten se liittyy syöpätutkimukseen?
Tässä on Norman. Hän on tutkija 
Taipaleen ryhmässä Helsingin yliopistolla
Norman on perustanut kärpäslabran 
genomin toiminnan tutkimusta varten
Pyysin häntä selittämään mitä CRISPR on, 
ja miten hän käyttää sitä tutkimuksessaan
CRISPR-Cas9 on osa bakteerien immuunipuolustusta
eli tapa jolla bakteerit puolustautuvat viruksia vastaan
hienoa CRISPR-komplekseissa on se, 
että ne tunnistavat DNA sekvenssejä.

English: 
so it’s RNA based that can bind to the DNA 
and make complexes and then cut
Voiceover: CRISPR-Cas9 mechanisms can recognize 
DNA targets and cut foreign pathogen DNA
but Norman can use it to precisely edit 
any sequence in the genome
So how does Norman use this for his own research?
and how can it be applied to cancer therapies?
We are studying MYC which is one of the major oncogenes
there are five to six genes such as 
MYC, PTEN, KRAS, EGFR
they are almost in every cancer,
almost every cancer cell has a mutation of either these
cause these are the things that drive growth
and MYC is one of the most important cancer drivers
and MYC is a transcription factor that 
activates thousands of genes

Finnish: 
Kompleksi käyttää RNA:ta,
sitoutuu DNA:han ja leikkaa sitä.
CRISPR-Cas9-mekanismi siis tunnistaa 
kohde-sekvenssin ja leikkaa viruksen DNA:ta
Mutta Norman voi käyttää sitä muokkamaan
mitä tahansa sekvenssiä genomissa
Kuinka Norman käyttää tätä työkalua omassa tutkimuksessaan?
Entä miten sitä voidaan soveltaa syöpähoidoissa?
Tutkimme syövän kehityksessä
keskeistä MYC-syöpägeeniä.
Syövissä tunnetaan viidestä kuuteen geeniä, 
kuten MYC, PTEN, KRAS, ja EGFR,
jotka vaikuttavat lähes jokaisessa syöpätyypissä.
Lähes jokaisessa syöpäsolussa on mutaatio 
jossakin näistä geeneistä,
koska ne säätelevät solujen kasvua.
MYC on yksi tärkeimmistä syövän kehitykseen 
vaikuttavista geeneistä.
Se on transkriptiotekijä, 
joka aktivoi tuhansien geenien ilmentymistä.

Finnish: 
MYC olisi erittäin hyvä kohde 
syöpähoidon kehittämiselle,
mutta kohdennetun MYC-lääkkeen kehityksessä
ongelmana on sopivien kohderakenteiden puuttuminen.
Yksi hyvä vaihtoehto 
MYC-lääkkeen kehittämiselle
olisi valita jokin tuhansista 
MYC:n aktivoimista kohdegeeneistä,
joka on välttämätön syöpäsolujen kasvulle, 
ja kehittää lääke tätä vastaan.
Yritämme siis tunnistaa tällaisen MYC-säätelyn kohteen.
Yksi tämän lähestymistavan haasteista on, 
että useimmat MYC-säätelyn kohteista
ovat myös soluille välttämättömiä geenejä 
koska niitä tarvitaan solujen kasvuun.
Tässä CRISPR:t antavat meille mahdollisuuden 
olla poistamatta koko geeniä,
poistamme vain MYC:n sitoutumiskohdan
geenin proteiinia koodaavan alueen ulkopuolella.

English: 
It would be a very good target for cancer therapy
but if you try to make a drug for MYC
the problem is that MYC has no structural features
so one thing that would be equally good
as developing a drug for MYC
would be to choose some of the thousand 
target genes that it activates
that is absolutely critical for this growth driving 
process and then develop a drug against this target
So, we try to identify one of these targets
one of the problems with this is, 
that the targets themselves,
most of them are essential genes because they 
are required for driving growth
so now the CRISPR’s enable us basically, 
not to delete a gene
but allows us to delete the point in the non-coding DNA 
where MYC binds to these genes

Finnish: 
Tällöin geenin toiminta soluissa säilyy normaalina, 
ja vain MYC:n säätelyvaikutus poistuu.
Norman käyttää tutkimuksessaan 
mallina banaanikärpästä.
Se on yksi biologian ja genetiikan 
alojen tutkituimmista eliöistä.
Miksi aloitamme kärpäsistä 
etsiessämme syöpähoidon kohteita?
Miksi käytämme juuri kärpäsiä?
MYC-transkriptiotekijä on säilynyt 
evoluution aikana hyvin muuttumattomana,
koska se ohjaa kasvua säätelevää geeniverkostoa,
ja jokaisen monisoluisen eliön 
täytyy kasvaa jollakin mekanismilla.
Niinpä MYC-säätelyverkosto löytyy jopa 
tietyistä limasienilajeista,
joilla on lähes samat MYC-säätelyn kohdegeenit,
jotka löytyvät yhtälailla kärpäsistä,
kaloista,
hiiristä,
ja tietenkin ihmisistä,
koska geenit ovat säilyneet hyvin samanlaisina.

English: 
so then the gene from the cell is used in its normal way, 
only the input of MYC is lost
Voiceover: Norman’s research uses the common 
fruit fly as his model organism
it is one of the most studied organisms in 
biological and genetic research
When screening for cancer targets, 
why do we start with flies?
So, why we use flies?
this MYC transcription factor, it’s super conserved
cause it's the gene network that drives growth
and pretty much every multicellular organism 
needs to grow somehow
so you can find the MYC network even in 
some kind of slime molds
so they have almost the same genes
with MYC activating these
and these are conserved in flies,
and you can find it in fish
and you can find it in mice,
and of course in humans,
so the genes are very identical

Finnish: 
Se, mitä yritämme tehdä, 
on karsia tätä valtavaa kohdegeenien joukkoa,
joita on seulottava suuressa mittakaavassa.
Teoriassa voisimme toki tehdä saman hiirillä, 
mutta kustannukset nousisivat kohtuuttomiksi,
joten on hyvä tehdä ensin 
suurempi seulontatyö kärpäsillä.
Jos löydämme seulonnassa lupaavan kohteen, 
voimme seuraavaksi käyttää muita menetelmiä,
vaikka tutkimalla kohdegeenin vaikutusta 
potilasnäytteen syöpäsoluissa.
Kärpäset ovat kuitenkin täydellisiä 
alustavaan seulontaan.
Nykyään voidaan käyttää fluoresoivia merkkiaineita, 
ja seurata niitä helposti mikroskoopilla.
Tämä auttaa tutkijoita, kuten Normania, 
lukuisten kohdegeenien seulonnassa.
Kun kärpäsiin vie uuden geenisekvenssin 
tai niistä poistaa geenin,

English: 
and so what we try to do is, because there 
are so many target genes
we have to do it in a larger scale
you could of course in theory do the same thing in mice, 
but the cost would be prohibitive
So it’s very good to do first this large 
screening in the flies
and if we find something that is a really promising 
candidate, then go up to higher systems
maybe checking in a patient derived tumor cell to 
see if this has some effect
but for the initial screening to figure out what is 
going on the flies are perfect
Voiceover: Fluorescent markers can be introduced so 
that they can be easily visualized under a microscope
this aids researchers such as Norman when 
screening for various target genes
With the new sequence that you bring in, 
or when you want to make knockout

Finnish: 
niihin viedään merkkiaine, kuten fluoresoiva proteiini 
meduusasta tai tietyistä koralleista,
jolloin voi seurata merkittyä kohdetta vain 
katsomalla kärpäsiä fluoresenssimikroskoopilla.
Näin voit valita halutut yksilöt 
ilman erityisiä laitteita, entsyymejä tai sekvensointia.
Ja kun halutaan tehdä 
näillä kärpäsillä kokeita myöhemmin,
tiedät aina mistä mutaatiosi löytyy.
Jos mutaatio on merkitsemätön,
sen löytäminen vaatii molekyylitason seulontaa.
Kiitokset katsojille, lisätietoja löydät 
verkkosivuiltamme,
ja katso myös Kasvaingenetiikan tutkimuksen 
huippuyksikön muut blogit

English: 
bring also a tag, like a fluorescent protein from 
jellyfish or some corals into the flies
and then you can just use with a fluorescent 
microscope, you can just look at the flies
and then you can select them so you don’t have to use 
machines and enzymes and sequencing to do this
because when you want to do 
experiments with these afterwards
you always know where your mutation is
so when you have an unmarked mutation
you have to always do some molecular screening
Thanks for watching, to find out more 
please visit our website
and check out our other blogs from the Finnish 
Center of Excellence in Tumor Genetics Research
