Kuvittele maailmaa, jossa ihmiskunnat elävät: vahvoja, joustavia, älykkäitä ja koskaan sairaita. Ajattele jotain Marvel-elokuvien valtakunnasta? Ei lainkaan. Ihanteellinen tulevaisuus on mahdollista - sinun on vain piirrettävä DNA: si uudelleen.
Ensimmäiset geneettisesti muunnetut vauvat syntyivät Kiinassa. Heidät suunniteltiin keinotekoisesti, ja hiv-tartunnasta tuli siemennesteen luovuttaja. Myös lapset voivat saada kauhistuttavan taudin. Tätä ei kuitenkaan tapahtunut - paikalliset tutkijat sammuttivat heistä HIV: n aiheuttavan geenin sikiön ollessa vielä alkion tilassa. Lääkärit ovat käyttäneet CRISPR-tekniikkaa - edistynyttä DNA: n muuttamismenetelmää, joka tekee sinusta vahvan, terveen ja käytännössä kuolemattoman.
Jos sinulla on rahaa. Paljon rahaa.
Maallinnalle puhuminen genomin muokkaamisesta tuntuu siltä, että se kuuluu jotain tieteiskirjallisuuden kategoriasta. Siitä huolimatta biologit ovat keskustelleet CRISPR: n kyvyistä jo pitkään - viime vuosisadalta lähtien. Tämä järjestelmä löydettiin alun perin puolustusmekanismiksi bakteereille viruksia vastaan 1980-luvun lopulla. Sitten asiantuntijat näkivät hänessä kyvyn muuttaa DNA: ta.
Kaksi osavaltion yliopistoa taisteli pitkään patentin saamiseksi menetelmästä genomin dekoodaamiseksi: Massachusettsin laaja instituutti ja Berkeleyn Kalifornian instituutti. Yritykset käyttivät miljoonia lakimiehiä ymmärtäen, että tulevaisuudessa tämä keksintö tuottaa heille upeita voittoja. Tämän seurauksena Broad Institute voitti - se käyttää edelleen tonnia dollareita genomiprojektien edistämiseen. He työskentelevät myös muutoksen suhteen Venäjällä: tutkimme myös mahdollisuutta poistaa "ei-toivotut" geenit, kuten HIV-tartunta.
Lisäksi venäläiset asiantuntijat voisivat olla ensimmäiset, jotka kasvattivat muuntogeenisiä lapsia, jos he halusivat.”Teknisesti ryhmämme olisi voinut siirtää alkioita takaisin helmikuussa 2018, ja sitten geneettisesti muunnettu lapsemme olisi syntynyt aikaisemmin. Mutta meillä ei ollut sitä tavoitetta. Ryhmäni synnyttää myös tällaisen lapsen, siirrymme siihen vain hitaasti ja tarkistamme toistuvasti tekniikan turvallisuuden , - kertoi geneetikko Denis Rebrikov haastattelussa Republicille. Yleensä genomimuutos ei ole fantasia, vaan todellisuus, se koputtaa ovellemme. Mutta onko se vaarallista? Eettinen?
Mainosvideo:
Mitkä ovat seuraukset?
Tohtori Sandy Macra, biotekniikkayrityksen Sangamo Therapeuticsin johtaja, joka suorittaa DNA: ta muuttavia kokeita, kuvasi prosessia. "Leikkaamme DNA: n, avaamme sen, lisäämme geenin, ompelemme sen. Siitä tulee osa DNA: tasi ja pysyy loppuaikana."
CRISPR toimii kolmessa vaiheessa. Ensimmäinen askel. Virus-DNA muistetaan. Se loppuu upottamalla fragmentit erityiseen "kirjastoon". Lisäkopiointi on RNA: n synteesi DNA-templaatissa.
Toinen vaihe. Virus-DNA: n toissijainen tulo soluun ja virus-DNA: n tunnistaminen. Virus-DNA "skannataan" ja entsyymi aiheuttaa kaksisäikeisen katkeamisen virus-DNA: han.
Kolmas vaihe. Se koostuu päiden ei-homologisesta ompelemisesta - tämä tarkoittaa, että raon päät ommellaan yhteen "satunnaisesti", usein ottaen käyttöön mutaatioita. Juuri nämä mutaatiot aiheuttavat virusgeneettisen koneen "sammutuksen".
Vuonna 2017 44-vuotias kokki Brian Madew suoritti DNA-editointioperaation. Brian kärsi Hunterin oireyhtymästä, perinnöllisestä metabolisesta sairaudesta, joka aiheuttaa lukuisia elinpatologioita. Tämä sairaus on yleisempää pojilla ja johtuu geneettisestä mutaatiosta. Ihmiset kuolevat Hunterin oireyhtymän vaikeista muodoista murrosiässä. Madew oli onnekas selviytyäkseen, mutta hänelle tehtiin myös 26 leikkausta ja hänellä oli kuulo-, näkö-, hengitysteiden, sappirakon ja luiden ongelmia. DNA: n muokkaus ei ole korvannut taudin aiheuttamia vahinkoja. Mutta se pysäytti hänen edistymisen ja pelasti miehen päivittäisistä kalliiden lääkkeiden injektioista.
Totta, tänään tällainen leikkaus ei ole ihmelääke, vaan arpajaiset: tutkijat leikkivät äiti-luonnon kanssa, ja kaikkia riskejä on mahdotonta punnita täysin. Genomien muokkaamisen seuraukset ovat korjaamattomia. "Kun varmistamme toistuvasti, että genomieditorointitekniikka on riittävän tarkkaa" torjumiseksi ", voimme käyttää sitä lääketieteellisiin tarkoituksiin", sanoo Denis Rebrikov. Madewin tapaus on toistaiseksi poikkeuksellinen. Sangamo Therapeutics jatkaa tutkimusta.
Jatkossa CRISPR-menetelmää käyttämällä on mahdollista hoitaa muita geneettisiä sairauksia - hemofilia, leukemia, kystinen fibroosi.
Toinen ongelma: muokkaaminen voi aiheuttaa ei-toivottua käyttäytymistä muissa geeneissä. Esimerkiksi potilaat insertoitiin vieraalla fragmentilla, ja sen jälkeen heille kehittyi leukemia - häiriö natiivin DNA: n kanssa aktivoi syöpägeenin.
Samaan aikaan puuttuminen genomiin on myös eettisesti kiistanalainen menettely. Johtaako CRISPR sosiaaliseen jakautumiseen? Patriarkka Kirill avasi marraskuussa 2017 Venäjän maailman XXI-neuvoston. Siellä hän puhui lääketieteellisen tekniikan kehityksestä. TASS lainaa patriarkan sanat:
Ääni kuuluu, että nykyaikainen tekniikka pystyy luomaan tekoälyn ja keinotekoiset elimet, että pian on mahdollista modernisoida mielemme ja kehomme niin, että syntyy uusia olentoja. Usko tekniikkaan on nykyään sama kuin usko edistymiseen, se on eräänlainen lähes uskonto. Lääketieteellisen ja geeniteknologian nopeaa kehitystä pidetään vakavana haasteena. Futurologit ennustavat jo ihmiskunnan välittömän kerrostumisen kahteen rotuun. Jotkut ennustavat supermiesten suuruuden, toiset taas alaisten kohtalon. Moskovan ja koko Venäjän patriarkka Kirill
Samaan aikaan patriarkka huomautti, että edistyksellinen biotekniikka ei sinänsä ole paha, jos ne ovat "paitsi yhteiskunnan varakkaiden edustajien saatavilla". Ei voida kuitenkaan sulkea pois sitä mahdollisuutta, että konservatiivit kansalaiset voivat kuulla Venäjän ortodoksisen kirkon päämiehen sanoin vain kannustimen kieltää.
Länsimainen yhteiskunta on myös edelleen varovainen häiritsevän tekniikan suhteen. Esimerkiksi johtavat tieteelliset lehdet Science and Nature eettisistä syistä eivät julkaissut kiinalaisten tutkijoiden tutkimusta Guangzhoun Sun Yatsen -yliopistosta. Kiinalaiset olivat ensimmäiset maailmassa modifioineet alkioiden DNA: ta, mikä on kielletty Yhdysvalloissa ja useissa länsimaissa. Euroopassa käydään keskustelua myös moraalista. Stanislav Bushev uskoo kuitenkin, että nämä rajoitukset ovat väliaikaisia.
Vähän ennen kuolemaansa Stephen Hawking ilmaisi huolensa: tulevaisuudessa maailmaa hallitsevat superhumaat, joilla on ilmiömäinen muisti ja älykkyys, taudinkestävä, vahva ja kova. Fyysikko uskoi, että tavalliset ihmiset eivät pysty kilpailemaan heidän kanssaan ja että heistä tulee kirjaimellisesti toinen luokka.
On mahdollista, että CRISPR: n kaltaiset tekniikat voivat jakaa yhteiskunnan kasteiksi. Loppujen lopuksi vain yhteiskunnan eliitillä on varaa tällaiseen menettelyyn. Jo nyt köyhästä perheestä tulevan lapsen on vaikea kilpailla rikkaasta perheestä tulevan lapsen kanssa - lähtöolot ovat liian erilaisia.
Mitä tapahtuu, kun ihmisillä, joilla on rahaa, tulee kirjaimellisesti älykkäämpiä, terveellisempiä ja kauniimpia?
Asiantuntijat vakuuttavat: muutos tapahtuu, mutta on mahdollista välttää sosiaaliset jännitteet. Esimerkiksi Jevgeni Bykovin mukaan geneettiset muutokset ovat avoimia kaikille, ne vain ovat laadultaan erilaisia.
Stanislav Bushuev on eri mieltä. Hän uskoo, että "eriarvoisuutta syntyy, kuten aina tapahtuu maailman merkittävän uudelleenjaon yhteydessä". Lisäksi biologiafilosofin mukaan itse epätasa-arvon ajatus muuttuu.”Litteät dystopiat kuvaavat nuoria ja viisaita kuolemattomia rikkaita ihmisiä, jotka toistavat nykyisen eriarvoisuuden. Kun taas - tämä on tärkeää - puhutaan periaatteessa uusien tasa-arvon ja epätasa-arvon linjojen tuomisesta todellisuuden kartalle”, Bushev selittää.
Tämä tuo odottamattomia tapoja ansaita rahaa DNA-muokkauksesta. Entä, jos esimerkiksi "hukkaan", esimerkiksi alhainen kasvu, lakkautetaan halvalla, mutta uusitaan sitten lisenssi vuosittain? Myös uusi yritys kukoistaa - muuttaa genomia kotona.
Transhumanistinen tiedemies ennustaa "biosubikulttuurien" välittömän ilmestymisen. Ihmisiä yhdistää paitsi ammatti tai etunäkökohdat, myös kehon päivitysluokat. Mielikuvitus piirtää kuvia Deus Ex: stä ja näin se on, sanoo Jevgeni Bykov.
Viime kädessä ihminen pyrkii yhteen asiaan - tullakseen kuolemattomaksi. Geneetikko George Church sanoi, että tulevaisuudessa on mahdollista luoda soluja, jotka ovat immuuneja melkein kaikkien tunnettujen virusten vaikutukselle. Hänen mukaansa ihmiset tulevat immuuneiksi säteilylle, ikääntyminen, kylmä, syöpä ja muut sairaudet katoavat. Kirkko ennustaa sen olevan saatavana kymmenessä vuodessa. Lisäksi biologi on varma, että vanhuus on vaiva, jota voidaan myös torjua.
Tiedeyhteisöllä on kuitenkin erilainen mielipide - kansainvälisessä sairauksien luokittelussa ei ole "ikääntymistä". Tämä tarkoittaa, että huumeiden testaaminen "vanhuudeksi" on kielletty. Ehkä DNA-tekniikka korjaa tämän?
Joten kuolemattomuus ei uhkaa meitä vielä - elämme parhaimmillaan pidempään. Mutta genomiin puuttuminen johtaa uusiin ihmiskunnan tasoihin, antaa sinun ajatella nopeammin ja sairastua vähemmän. Jos tähän on tietysti rahaa.
Geenitekniikan epätavalliset keksinnöt
Synteettisen biologian alalla työskentelevät biologit ovat keksineet uudenlaisen tavan sairauksien hoitamiseksi. He loivat räjähtäviä bakteereja: E. coli -solu räjähtää koskettaessaan tiettyjä patogeenisia soluja tappaen sekä taudinaiheuttajan että itsensä.
Etelä-Korean geenitekniikan tutkijat ovat soveltaneet esineiden ominaisuuksia hehkuvaan pimeässä. He loivat fluoresoivia siirtogeenisiä koiranpentuja, joita käytettiin malleina ihmisen sairauksien simulointiin. Kloonauksessa tiedemiehet käyttivät tekniikoita, joita voitaisiin tulevaisuudessa käyttää lääkkeiden kehittämiseen ihmisten sairauksia varten.
Yhdysvaltain tutkijat ovat kehittäneet menetelmän malarian ja dengue-taudin leviämisen estämiseksi. Heillä on muunnettu siirtogeenisiä hyttysiä, jotka elävät pidempään ja kestävät malariaa.
Tällä hetkellä tutkijat eivät vain modifioi eläimiä. Joten, tohtori Jane Medford kehittää miinanilmaisinlaitoksia. Tällaiset kasvit muuttuvat valkoisiksi kosketuksissa räjähteiden ja luonnonsaasteiden kanssa.
Toinen geenitekniikan saavutus on silkki-mato-hämähäkki. Tutkijat ovat yhdistäneet silkkiäistoukun geenit hämähäkin geenien kanssa luomaan hämähäkkisilkin, joka jopa kireällä on vahvempi kuin teräs.
Harvardin biofyysikko Keith Parker loi epätavallisen biometrisen rakenteen. Hän yhdisti rottien lihassolut ja elastisen geelimäisen pohjan keinotekoisen meduusan luomiseksi. Medusoidi, asetettu akvaarioon kahdella elektrodilla, supisti lihassolut ja kellui eteenpäin. Tämä tutkimus on erittäin tärkeä biologialle ja kehittää metodologisen perustan keinotekoisten elinten luomiseksi tulevaisuudessa.
Solunulkoinen matriisi voi auttaa ihmisiä uudistamaan kadonneet ruumiinosat. Uuden lähestymistavan käytti Stephen Wolfe, injektoimalla pieni pala sikarakkoa sotilaan jalkaan, joka menetti räjähdyksessä yli 70% raajastaan. Solunulkoinen matriisi herättää kyvyn itsensä parantumiseen ihmiskehossa. Kokeen tuloksena sotilas Isaias Hernandez uudisti suurimman osan jalasta ja palautti sen lujuuden, vaikka aluksi lääkärit neuvoivat häntä amputoimaan raajaa kokonaan.