Kopiraj i zalijepi - jedan korak ka ljudskom dizajnu

Aldous Huxley je tridesetih godina prošlog vijeka u svom čuvenom romanu Vrli novi svijet opisao takozvanu genetsku selekciju budućih zaposlenika – specifični ljudi, na osnovu genetskog ključa, bit će dodijeljeni da obavljaju određene društvene funkcije.

Huxley je pisao o "degumiranju" djece sa željenim osobinama u izgledu i karakteru, uzimajući u obzir i same rođendane i kasnije navikavanje na život u idealiziranom društvu.

„Učiniti ljude boljim vjerovatno će biti najveća industrija XNUMX. stoljeća“, predviđa on. Yuval Harari, autor nedavno objavljene knjige Homo Deus. Kao što napominje izraelski istoričar, naši organi i dalje rade na isti način svakih 200 XNUMX. prije mnogo godina. Međutim, dodaje da solidna osoba može koštati dosta, što će društvenu nejednakost dovesti u potpuno novu dimenziju. „Po prvi put u istoriji, ekonomska nejednakost može značiti i biološku nejednakost“, piše Harari.

Stari san pisaca naučne fantastike je da razviju metodu za brzo i direktno „učitavanje“ znanja i veština u mozak. Ispostavilo se da je DARPA pokrenula istraživački projekat koji ima za cilj upravo to. Program nazvan Ciljani trening neuroplastičnosti (TNT) ima za cilj da ubrza proces sticanja novog znanja umom kroz manipulacije koje koriste prednost sinaptičke plastičnosti. Istraživači vjeruju da se neurostimulacijom sinapsi mogu prebaciti na pravilniji i uredniji mehanizam za stvaranje veza koje su suština nauke.

Modelni prikaz ciljanog neuroplastičnog treninga

CRISPR kao MS Word

Iako nam se u ovom trenutku ovo čini nepouzdanim, još uvijek postoje izvještaji iz svijeta nauke da kraj smrti je blizu. Čak i tumori. Imunoterapija, opremanjem ćelija imunološkog sistema pacijenta molekulima koji "pariraju" rak, bila je vrlo uspješna. Tokom studije, kod 94% (!) pacijenata sa akutnom limfoblastnom leukemijom simptomi su nestali. Kod pacijenata sa tumorskim oboljenjima krvi ovaj procenat je 80%.

A ovo je samo uvod, jer je ovo pravi hit posljednjih mjeseci. CRISPR metoda uređivanja gena. Samo to čini proces uređivanja gena nečim što neki upoređuju sa uređivanjem teksta u MS Word-u – efikasnom i relativno jednostavnom operacijom.

CRISPR je skraćenica za engleski izraz ("akumulirana redovno prekinuta palindromska kratka ponavljanja"). Metoda se sastoji u uređivanju DNK koda (izrezivanje slomljenih fragmenata, njihovo zamjenjivanje novima, ili dodavanje fragmenata DNK koda, kao što je slučaj sa programima za obradu teksta) kako bi se obnovile stanice zahvaćene rakom, pa čak i potpuno uništio rak, eliminirao to iz ćelija. Za CRISPR se kaže da oponaša prirodu, posebno metodu koju koriste bakterije za odbranu od napada virusa. Međutim, za razliku od GMO-a, promjena gena ne dovodi do gena drugih vrsta.

Istorija CRISPR metode počinje 1987. Grupa japanskih istraživača tada je otkrila nekoliko ne baš tipičnih fragmenata u bakterijskom genomu. Bile su u obliku pet identičnih nizova, razdvojenih potpuno različitim dijelovima. Naučnici ovo nisu razumeli. Slučaj je dobio veću pažnju tek kada su slične sekvence DNK pronađene u drugim bakterijskim vrstama. Dakle, u ćelijama su morali služiti nešto važno. Godine 2002 Ruud Jansen sa Univerziteta u Utrehtu u Holandiji odlučio je da ove sekvence nazove CRISPR. Jansenov tim je također otkrio da su kriptične sekvence uvijek bile praćene genom koji kodira enzim tzv. Cas9koji može preseći lanac DNK.

Nakon nekoliko godina, naučnici su shvatili koja je funkcija ovih sekvenci. Kada virus napadne bakteriju, enzim Cas9 hvata njenu DNK, reže je i kompresuje između identičnih CRISPR sekvenci u bakterijskom genomu. Ovaj šablon će vam dobro doći kada bakterije ponovo napadnu ista vrsta virusa. Tada će ga bakterije odmah prepoznati i uništiti. Nakon godina istraživanja, naučnici su zaključili da se CRISPR, u kombinaciji sa enzimom Cas9, može koristiti za manipulaciju DNK u laboratoriji. Istraživačke grupe Jennifer Doudna sa Univerziteta Berkli u SAD i Emmanuelle Charpentier sa Univerziteta Umeå u Švedskoj objavila je 2012. da bakterijski sistem, kada se modificira, dozvoljava uređivanje bilo kojeg fragmenta DNK: možete iz njega izrezati gene, ubaciti nove gene, uključiti ih ili isključiti.

Sama metoda, tzv CRISPR-Cas9, djeluje tako što prepoznaje stranu DNK kroz mRNA, koja je odgovorna za nošenje genetskih informacija. Cijela CRISPR sekvenca se zatim dijeli na kraće fragmente (crRNA) koji sadrže fragment virusne DNK i CRISPR sekvencu. Na osnovu ovih informacija sadržanih u CRISPR sekvenci, kreira se tracrRNA, koja se vezuje za crRNA formiranu zajedno sa gRNK, što je specifičan zapis virusa, njegov potpis ćelija pamti i koristi u borbi protiv virusa.

U slučaju infekcije, gRNA, koja je model napadačkog virusa, vezuje se za enzim Cas9 i siječe napadača na komade, čineći ih potpuno bezopasnim. Izrezani dijelovi se zatim dodaju u CRISPR sekvencu, posebnu bazu podataka prijetnji. U toku daljnjeg razvoja tehnike pokazalo se da osoba može stvoriti gRNA, koja vam omogućava da ometate gene, zamijenite ih ili izrežete opasne fragmente.

Prošle godine, onkolozi sa Univerziteta Sichuan u Chengduu počeli su testirati tehniku ​​za uređivanje gena pomoću metode CRISPR-Cas9. Ovo je bio prvi put da je ova revolucionarna metoda testirana na osobi s rakom. Pacijent koji boluje od agresivnog karcinoma pluća primio je stanice koje sadrže modificirane gene kako bi mu pomogli u borbi protiv bolesti. Uzeli su mu ćelije, izrezali ih za gen koji bi oslabio djelovanje njegovih vlastitih ćelija protiv raka i ubacili ih natrag u pacijenta. Takve modificirane ćelije bi se bolje nosile s rakom.

Ova tehnika, osim što je jeftina i jednostavna, ima još jednu veliku prednost: modificirane ćelije se mogu temeljito testirati prije ponovnog uvođenja. modificiraju se izvan pacijenta. Uzimaju mu krv, vrše odgovarajuće manipulacije, odabiru odgovarajuće ćelije i tek onda ubrizgavaju. Sigurnost je mnogo veća nego ako takve ćelije hranimo direktno i čekamo da vidimo šta će se dogoditi.

tj. genetski programirano dijete

Od čega se možemo promijeniti Genetski inženjering? Ispada mnogo. Postoje izvještaji o korištenju ove tehnike za promjenu DNK biljaka, pčela, svinja, pasa, pa čak i ljudskih embrija. Imamo informacije o usjevima koji se mogu zaštititi od napada gljivica, o povrću sa dugotrajnom svježinom ili o domaćim životinjama koje su imune na opasne viruse. CRISPR je također omogućio rad na modificiranju komaraca koji šire malariju. Uz pomoć CRISPR-a bilo je moguće uvesti gen za mikrobnu otpornost u DNK ovih insekata. I to na način da je naslijede svi njihovi potomci - bez izuzetka.

Međutim, lakoća promjene DNK kodova otvara mnoge etičke dileme. Iako nema sumnje da se ova metoda može koristiti za liječenje pacijenata oboljelih od raka, nešto je drugačije kada uzmemo u obzir da je koristimo za liječenje gojaznosti ili čak problema s plavom kosom. Gdje staviti granicu interferencije u ljudske gene? Promjena gena pacijenta može biti prihvatljiva, ali promjena gena u embrionima također će se automatski prenijeti na sljedeću generaciju, koja se može koristiti za dobro, ali i na štetu čovječanstva.

Godine 2014., američki istraživač je objavio da je modificirao viruse kako bi ubrizgao elemente CRISPR-a u miševe. Tamo je stvorena DNK aktivirana, uzrokujući mutaciju koja je izazvala ljudski ekvivalent raka pluća... Na sličan način bi teoretski bilo moguće stvoriti biološki DNK koji uzrokuje rak kod ljudi. Kineski istraživači su 2015. godine izvijestili da su koristili CRISPR da modificiraju gene u ljudskim embrionima čije mutacije dovode do nasljedne bolesti zvane talasemija. Tretman je bio kontroverzan. Dva najznačajnija naučna časopisa na svetu, Nature i Science, odbili su da objave radove Kineza. Konačno se pojavio u časopisu Protein & Cell. Inače, postoje informacije da još najmanje četiri istraživačke grupe u Kini takođe rade na genetskoj modifikaciji ljudskih embriona. Prvi rezultati ovih studija već su poznati – naučnici su u DNK embriona ubacili gen koji daje imunitet na HIV infekciju.

Mnogi stručnjaci smatraju da je rođenje djeteta s umjetno modificiranim genima samo pitanje vremena.