Kopijuoti ir įklijuoti – vienas žingsnis žmogaus dizaino link

Praėjusio amžiaus trečiajame dešimtmetyje Aldousas Huxley garsiajame romane Drąsus naujas pasaulis aprašė vadinamąją genetinę būsimų darbuotojų atranką – konkretiems žmonėms, remiantis genetiniu raktu, bus pavesta atlikti tam tikras socialines funkcijas.

Huxley rašė apie norimų išvaizdos ir charakterio bruožų turinčių vaikų „deguminimą“, atsižvelgdamas tiek į pačius gimtadienius, tiek į vėlesnį pripratimą prie gyvenimo idealizuotoje visuomenėje.

„Tikėtina, kad žmonių gerinimas bus didžiausia XX amžiaus pramonė“, – prognozuoja jis. Yuvalis Harari, neseniai išleistos knygos „Homo Deus“ autorius. Kaip pažymi Izraelio istorikas, mūsų organai vis dar veikia taip pat kas 200 XNUMX. prieš daugelį metų. Tačiau jis priduria, kad solidus žmogus gali kainuoti gana daug, o tai socialinę nelygybę perkels į visiškai naują dimensiją. „Pirmą kartą istorijoje ekonominė nelygybė gali reikšti ir biologinę nelygybę“, – rašo Harari.

Sena mokslinės fantastikos rašytojų svajonė – sukurti greito ir tiesioginio žinių ir įgūdžių „įkėlimo“ į smegenis metodą. Pasirodo, DARPA pradėjo mokslinių tyrimų projektą, kurio tikslas – būtent tai. Programa vadinama Tiksliniai neuroplastiškumo mokymai (TNT) siekia paspartinti naujų žinių įgijimo protu procesą manipuliacijomis, kurios išnaudoja sinapsinį plastiškumą. Tyrėjai mano, kad neurostimuliuojant sinapses jas galima pereiti prie taisyklingesnio ir tvarkingesnio ryšio, kuris yra mokslo esmė, užmezgimo mechanizmo.

Tikslinio neuroplastinio mokymo modelis

CRISPR kaip MS Word

Nors šiuo metu mums tai atrodo nepatikima, vis dar yra pranešimų iš mokslo pasaulio mirties pabaiga arti. Net navikai. Imunoterapija, aprūpindama paciento imuninės sistemos ląsteles molekulėmis, kurios „atitinka“ vėžį, buvo labai sėkminga. Tyrimo metu 94% (!) sergančiųjų ūmine limfoblastine leukemija simptomai išnyko. Pacientams, sergantiems navikinėmis kraujo ligomis, šis procentas yra 80%.

Ir tai tik įžanga, nes tai tikras pastarųjų mėnesių hitas. CRISPR genų redagavimo metodas. Vien dėl to genų redagavimo procesą kai kurie lygina su teksto redagavimu MS Word – efektyvi ir gana paprasta operacija.

CRISPR reiškia anglišką terminą ("sukaupti reguliariai pertraukiami palindrominiai trumpi pasikartojimai"). Metodas susideda iš DNR kodo redagavimo (sulaužytų fragmentų iškirpimas, jų pakeitimas naujais arba DNR kodo fragmentų pridėjimas, kaip tai daroma tekstų rengyklėse), siekiant atkurti vėžio paveiktas ląsteles ir netgi visiškai sunaikinti vėžį, pašalinti. tai iš ląstelių. Teigiama, kad CRISPR imituoja gamtą, ypač metodą, kurį naudoja bakterijos apsigindamos nuo virusų atakų. Tačiau, skirtingai nei GMO, keičiant genus neatsiranda kitų rūšių genų.

CRISPR metodo istorija prasideda 1987 m. Tada grupė japonų tyrinėtojų atrado keletą ne itin tipiškų bakterijų genomo fragmentų. Jie buvo sudaryti iš penkių identiškų sekų, atskirtų visiškai skirtingomis sekcijomis. Mokslininkai to nesuprato. Šis atvejis sulaukė daugiau dėmesio tik tada, kai panašios DNR sekos buvo aptiktos kitose bakterijų rūšyse. Taigi kamerose jie turėjo tarnauti kažkam svarbaus. 2002 metais Ruudas Jansenas iš Utrechto universiteto Nyderlanduose nusprendė šias sekas pavadinti CRISPR. Janseno komanda taip pat nustatė, kad paslaptingas sekas visada lydėjo genas, koduojantis fermentą, vadinamą „Cas9“kuri gali perpjauti DNR grandinę.

Po kelerių metų mokslininkai išsiaiškino, kokia yra šių sekų funkcija. Kai virusas užpuola bakteriją, Cas9 fermentas sugriebia jos DNR, supjausto ją ir suspaudžia tarp identiškų CRISPR sekų bakterijos genome. Šis šablonas pravers, kai bakterijas vėl užpuls to paties tipo virusas. Tada bakterijos iš karto ją atpažins ir sunaikins. Po daugelio metų tyrimų mokslininkai padarė išvadą, kad CRISPR kartu su Cas9 fermentu gali būti naudojamas manipuliuoti DNR laboratorijoje. Tyrimų grupės Jennifer Doudna iš Berklio universiteto JAV ir Emmanuelle Charpentier iš Umeå universiteto Švedijoje 2012 m. paskelbė, kad modifikuota bakterinė sistema leidžia redaguoti bet kurį DNR fragmentą: galite iš jo iškirpti genus, įterpti naujus genus, juos įjungti arba išjungti.

Pats metodas, vadinamas CRISPR-Cas9, jis veikia atpažindamas svetimą DNR per mRNR, kuri yra atsakinga už genetinės informacijos pernešimą. Tada visa CRISPR seka suskaidoma į trumpesnius fragmentus (crRNR), kuriuose yra viruso DNR fragmentas ir CRISPR seka. Remiantis šia CRISPR sekoje esančia informacija, sukuriama tracrRNR, kuri prijungiama prie crRNR, susidariusios kartu su gRNR, kuri yra specifinis viruso įrašas, jo parašą ląstelė įsimena ir panaudoja kovoje su virusu.

Infekcijos atveju gRNR, kuri yra atakuojančio viruso modelis, prisijungia prie Cas9 fermento ir supjausto užpuolėją į gabalus, todėl jie tampa visiškai nekenksmingi. Tada supjaustytos dalys įtraukiamos į CRISPR seką, specialią grėsmių duomenų bazę. Tolimesnio technikos tobulinimo metu paaiškėjo, kad žmogus gali sukurti gRNR, leidžiančią kištis į genus, juos pakeisti ar išpjauti pavojingus fragmentus.

Praėjusiais metais Sičuano universiteto Čengdu onkologai pradėjo bandyti genų redagavimo techniką naudodami CRISPR-Cas9 metodą. Tai buvo pirmas kartas, kai šis revoliucinis metodas buvo išbandytas su vėžiu sergančiu asmeniu. Pacientas, sergantis agresyviu plaučių vėžiu, gavo ląstelių, kuriose buvo modifikuotų genų, padedančių jam kovoti su liga. Jie paėmė iš jo ląsteles, iškirto jas genui, kuris susilpnintų jo paties ląstelių poveikį vėžiui, ir įkišo jas atgal į pacientą. Tokios modifikuotos ląstelės turėtų geriau susidoroti su vėžiu.

Šis metodas, be to, kad yra pigus ir paprastas, turi dar vieną didelį pranašumą: modifikuotas ląsteles galima nuodugniai išbandyti prieš pakartotinai įvedant. jie modifikuojami už paciento ribų. Iš jo paima kraują, atlieka atitinkamas manipuliacijas, atrenka atitinkamas ląsteles ir tik tada suleidžia. Saugumas yra daug didesnis nei tuo atveju, jei tokias ląsteles maitiname tiesiogiai ir laukiame, kas nutiks.

y., genetiškai užprogramuotas vaikas

Nuo ko galime pasikeisti Genetinė inžinerija? Pasirodo daug. Yra pranešimų, kad šis metodas buvo naudojamas pakeisti augalų, bičių, kiaulių, šunų ir net žmogaus embrionų DNR. Turime informacijos apie javus, galinčius apsiginti nuo puolančių grybų, apie ilgai išliekančias šviežumo daržoves arba apie pavojingiems virusams atsparius ūkinius gyvūnus. CRISPR taip pat leido modifikuoti maliariją platinančius uodus. CRISPR pagalba buvo galima į šių vabzdžių DNR įvesti mikrobų atsparumo geną. Ir taip, kad ją paveldėtų visi jų palikuonys – be išimties.

Tačiau DNR kodų keitimo paprastumas kelia daug etinių dilemų. Nors neabejotina, kad šis metodas gali būti naudojamas vėžiu sergantiems pacientams gydyti, jis yra šiek tiek kitoks, kai svarstome galimybę jį naudoti nutukimui ar net šviesių plaukų problemoms gydyti. Kur nustatyti kišimosi į žmogaus genus ribą? Paciento geno pakeitimas gali būti priimtinas, tačiau embrionų genų pakeitimas taip pat bus automatiškai perduotas kitai kartai, o tai gali būti panaudota ne tik gerovei, bet ir žmonijos nenaudai.

2014 m. amerikiečių mokslininkas paskelbė, kad modifikavo virusus, kad sušvirkštų CRISPR elementus pelėms. Ten buvo suaktyvinta sukurta DNR, sukėlusi mutaciją, sukėlusią žmogaus plaučių vėžio atitikmenį... Panašiu būdu teoriškai būtų galima sukurti biologinę DNR, sukeliančią vėžį žmonėms. 2015 m. Kinijos mokslininkai pranešė, kad jie panaudojo CRISPR, kad modifikuotų genus žmogaus embrionuose, kurių mutacijos sukelia paveldimą ligą, vadinamą talasemija. Gydymas buvo prieštaringas. Du svarbiausi pasaulio mokslo žurnalai „Nature and Science“ atsisakė skelbti kinų darbus. Pagaliau jis pasirodė žurnale „Protein & Cell“. Beje, yra informacijos, kad su žmogaus embrionų genetiniu modifikavimu taip pat dirba dar mažiausiai keturios tyrimų grupės Kinijoje. Pirmieji šių tyrimų rezultatai jau žinomi – mokslininkai į embriono DNR įterpė geną, suteikiantį imunitetą ŽIV infekcijai.

Daugelis ekspertų mano, kad vaiko gimimas su dirbtinai modifikuotais genais – tik laiko klausimas.