Kopier og lim inn - ett skritt mot menneskelig design

På 30-tallet beskrev Aldous Huxley i sin berømte roman Brave New World den såkalte genetiske seleksjonen av fremtidige ansatte – spesifikke personer, basert på en genetisk nøkkel, vil bli satt til å utføre visse sosiale funksjoner.

Huxley skrev om «degumming» av barn med ønskede trekk i utseende og karakter, og tok hensyn til både selve bursdagene og den påfølgende tilvenningen til livet i et idealisert samfunn.

"Å gjøre folk bedre er sannsynligvis den største industrien i det XNUMX. århundre," spår han. Yuval Harari, forfatter av den nylig utgitte boken Homo Deus. Som en israelsk historiker bemerker, fungerer organene våre fortsatt på samme måte hvert 200. XNUMX. mange år siden. Han legger imidlertid til at en solid person kan koste ganske mye, noe som vil bringe sosial ulikhet til en helt ny dimensjon. "For første gang i historien kan økonomisk ulikhet også bety biologisk ulikhet," skriver Harari.

En gammel drøm for science fiction-forfattere er å utvikle en metode for rask og direkte «lasting» av kunnskap og ferdigheter inn i hjernen. Det viser seg at DARPA har satt i gang et forskningsprosjekt som har som mål å gjøre nettopp det. Program kalt Målrettet nevroplastisitetstrening (TNT) har som mål å fremskynde prosessen med å tilegne seg ny kunnskap av sinnet gjennom manipulasjoner som drar fordel av synaptisk plastisitet. Forskerne mener at ved å nevrostimulere synapsene kan de byttes til en mer regelmessig og ryddig mekanisme for å lage forbindelsene som er essensen av vitenskap.

Modellrepresentasjon av målrettet nevroplastisk trening

CRISPR som MS Word

Selv om dette for øyeblikket virker upålitelig for oss, er det fortsatt rapporter fra vitenskapens verden som dødens slutt er nær. Til og med svulster. Immunterapi, ved å utstyre cellene i pasientens immunsystem med molekyler som «matcher» kreft, har vært svært vellykket. I løpet av studien forsvant symptomene hos 94 % (!) av pasienter med akutt lymfatisk leukemi. Hos pasienter med tumorsykdommer i blodet er denne prosentandelen 80%.

Og dette er bare en introduksjon, for dette er en skikkelig hit fra de siste månedene. CRISPR-genredigeringsmetode. Dette alene gjør prosessen med genredigering til noe som noen sammenligner med tekstredigering i MS Word – en effektiv og relativt enkel operasjon.

CRISPR står for det engelske begrepet ("akkumulerte regelmessig avbrutt palindromiske korte repetisjoner"). Metoden består i å redigere DNA-koden (klippe ut ødelagte fragmenter, erstatte dem med nye, eller legge til DNA-kodefragmenter, slik tilfellet er med tekstbehandlere) for å gjenopprette celler påvirket av kreft, og til og med fullstendig ødelegge kreft, eliminere det fra celler. CRISPR sies å etterligne naturen, spesielt metoden som brukes av bakterier for å forsvare seg mot angrep fra virus. Men i motsetning til GMO, resulterer ikke endring av gener i gener fra andre arter.

Historien om CRISPR-metoden begynner i 1987. En gruppe japanske forskere oppdaget da flere lite typiske fragmenter i bakteriegenomet. De var i form av fem identiske sekvenser, atskilt med helt forskjellige seksjoner. Forskerne forsto ikke dette. Saken fikk først større oppmerksomhet da lignende DNA-sekvenser ble funnet i andre bakteriearter. Så i cellene måtte de servere noe viktig. I 2002 Ruud Jansen fra University of Utrecht i Nederland bestemte seg for å kalle disse sekvensene CRISPR. Jansens team fant også at de kryptiske sekvensene alltid var ledsaget av et gen som koder for et enzym kalt Ca9som kan kutte DNA-tråden.

Etter noen år fant forskerne ut hva funksjonen til disse sekvensene er. Når et virus angriper en bakterie, griper enzymet Cas9 DNAet, kutter det og komprimerer det mellom identiske CRISPR-sekvenser i bakteriegenomet. Denne malen vil komme godt med når bakteriene blir angrepet igjen av samme type virus. Da vil bakteriene umiddelbart gjenkjenne den og ødelegge den. Etter år med forskning har forskere konkludert med at CRISPR, i kombinasjon med Cas9-enzymet, kan brukes til å manipulere DNA i laboratoriet. Forskningsgrupper Jennifer Doudna fra University of Berkeley i USA og Emmanuelle Charpentier fra Umeå universitet i Sverige annonserte i 2012 at bakteriesystemet, når det er modifisert, tillater det redigere ethvert DNA-fragment: du kan kutte gener ut av det, sette inn nye gener, slå dem på eller av.

Selve metoden, kalt CRISPR-Cas9, fungerer det ved å gjenkjenne fremmed DNA gjennom mRNA, som er ansvarlig for å bære genetisk informasjon. Hele CRISPR-sekvensen deles deretter opp i kortere fragmenter (crRNA) som inneholder det virale DNA-fragmentet og CRISPR-sekvensen. Basert på denne informasjonen i CRISPR-sekvensen, opprettes tracrRNA, som er festet til crRNAet dannet sammen med gRNA, som er en spesifikk registrering av viruset, dens signatur huskes av cellen og brukes i kampen mot viruset.

Ved infeksjon binder gRNA, som er en modell av det angripende viruset, seg til Cas9-enzymet og kutter angriperen i biter, og gjør dem helt ufarlige. De kuttede delene legges deretter til CRISPR-sekvensen, en spesiell trusseldatabase. I løpet av videreutviklingen av teknikken viste det seg at en person kan lage gRNA, som lar deg forstyrre gener, erstatte dem eller kutte ut farlige fragmenter.

I fjor begynte onkologer ved Sichuan University i Chengdu å teste en genredigeringsteknikk ved å bruke CRISPR-Cas9-metoden. Dette var første gang denne revolusjonerende metoden ble testet på en person med kreft. En pasient som led av aggressiv lungekreft mottok celler som inneholdt modifiserte gener for å hjelpe ham med å bekjempe sykdommen. De tok celler fra ham, kuttet dem ut for et gen som ville svekke virkningen av hans egne celler mot kreft, og satte dem tilbake i pasienten. Slike modifiserte celler burde takle kreft bedre.

Denne teknikken, i tillegg til å være billig og enkel, har en annen stor fordel: modifiserte celler kan testes grundig før re-introduksjon. de er modifisert utenfor pasienten. De tar blod fra ham, utfører passende manipulasjoner, velger de riktige cellene og injiserer først deretter. Sikkerheten er mye høyere enn om vi mater slike celler direkte og venter på hva som skjer.

dvs. et genetisk programmert barn

Hva kan vi endre fra Genteknologi? Det viser seg mye. Det er rapporter om at denne teknikken brukes til å endre DNA til planter, bier, griser, hunder og til og med menneskelige embryoer. Vi har informasjon om avlinger som kan forsvare seg mot angripende sopp, om grønnsaker med langvarig friskhet, eller om husdyr som er immune mot farlige virus. CRISPR har også gjort det mulig å jobbe med å modifisere mygg som sprer malaria. Ved hjelp av CRISPR var det mulig å introdusere et mikrobiell resistensgen i DNAet til disse insektene. Og på en slik måte at alle deres etterkommere arver det – uten unntak.

Enkeltheten av å endre DNA-koder reiser imidlertid mange etiske dilemmaer. Selv om det ikke er tvil om at denne metoden kan brukes til å behandle kreftpasienter, er den noe annerledes når vi vurderer å bruke den til å behandle fedme eller til og med problemer med blondt hår. Hvor skal man sette grensen for interferens i menneskelige gener? Å endre pasientens gen kan være akseptabelt, men endring av genene i embryoene vil også automatisk overføres til neste generasjon, som kan brukes til det gode, men også til skade for menneskeheten.

I 2014 annonserte en amerikansk forsker at han hadde modifisert virus for å injisere elementer av CRISPR i mus. Der ble det dannede DNA aktivert, og forårsaket en mutasjon som forårsaket den menneskelige ekvivalenten til lungekreft... På lignende måte ville det teoretisk vært mulig å lage biologisk DNA som forårsaker kreft hos mennesker. I 2015 rapporterte kinesiske forskere at de hadde brukt CRISPR til å modifisere gener i menneskelige embryoer hvis mutasjoner fører til en arvelig sykdom kalt thalassemi. Behandlingen har vært kontroversiell. De to viktigste vitenskapelige tidsskriftene i verden, Nature og Science, har nektet å publisere kinesernes arbeid. Det dukket endelig opp i Protein & Cell magazine. Det er forresten informasjon om at minst fire andre forskningsgrupper i Kina også jobber med genmodifisering av menneskelige embryoer. De første resultatene av disse studiene er allerede kjent - forskere har satt inn i embryoets DNA et gen som gir immunitet mot HIV-infeksjon.

Mange eksperter mener at fødselen til et barn med kunstig modifiserte gener bare er et spørsmål om tid.