Скопіюйте та вставте – один крок до людського дизайну
У 30-х роках Олдос Хакслі у знаменитому романі «Про чудовий новий світ» описав так званий генетичний відбір майбутніх співробітників – конкретні люди на основі генетичного ключа будуть призначені для виконання певних соціальних функцій.
Хакслі писав про «дегумування» дітей із бажаними рисами зовнішності та характеру, беручи до уваги як самі дні народження, так і подальше привчання до життя в ідеалізованому суспільстві.
"Зробити людей краще, ймовірно, стане найбільшою галуззю XNUMX століття", - передбачає він. Юваль Харари, автор книги “Homo Deus”, що нещодавно вийшла. Як зазначає ізраїльський історик, наші органи досі працюють так само і через кожних 200 XNUMX. багато років назад. Однак він додає, що солідна людина може коштувати досить дорого, що виведе соціальну нерівність у новий вимір. "Вперше в історії економічна нерівність може також означати і біологічну нерівність", - пише Харарі.
Давня мрія фантастів — розробити методику швидкого та прямого «завантаження» знань та умінь у мозок. Виявляється, агентство DARPA запустило дослідницький проект, який має на меті саме це. Програма під назвою Цільове Тренування Нейропластичності (TNT) спрямований на прискорення процесу набуття розумом нових знань за допомогою маніпуляцій, що використовують переваги синаптичної пластичності. Дослідники вважають, що, нейростимулюючи синапси, їх можна переключити на регулярніший і впорядкований механізм створення сполук, які становлять суть науки.
Модельне представлення цільового нейропластичного тренування
CRISPR як MS Word
Хоча на даний момент нам це здається недостовірним, все ж таки зі світу науки надходять повідомлення про те, що кінець смерті близький. Навіть пухлини. Імунотерапія шляхом оснащення клітин імунної системи пацієнта молекулами, що «відповідають» раку, виявилася дуже успішною. За час дослідження у 94% (!) хворих на гострий лімфобластний лейкоз симптоми зникли. У хворих із пухлинними захворюваннями крові цей відсоток становить 80%.
І це лише вступ, бо це справжній хіт останніх місяців. Метод редагування генів CRISPR. Тільки це робить процес редагування генів чимось, що деякі порівнюють із редагуванням тексту в MS Word – ефективною та відносно простою операцією.
CRISPR розшифровується як англійський термін («накопичені паліндромні короткі повторення, що регулярно перериваються»). Метод полягає в редагуванні коду ДНК (вирізанні зламаних фрагментів, заміні їх новими або додаванні фрагментів коду ДНК, як у випадку з текстовими процесорами) - так, щоб відновити клітини, уражені раком, і навіть повністю знищити рак, усунути його з клітин. Кажуть, що CRISPR імітує природу, зокрема метод, який використовується бактеріями для захисту від атак вірусів. Проте, на відміну ГМО, зміна генів не призводить до появи генів інших видів.
Історія методу CRISPR починається у 1987 році. Група японських дослідників тоді виявила у геномі бактерій кілька дуже типових фрагментів. Вони були у вигляді п'яти однакових послідовностей, розділених абсолютно різними ділянками. Вчені цього не розуміли. Випадок привернув більше уваги лише тоді, коли аналогічні послідовності ДНК виявили й в інших видів бактерій. Значить, у камерах вони мали служити чомусь важливому. У 2002 Рууд Янсен із Утрехтського університету в Нідерландах вирішили назвати ці послідовності CRISPR. Команда Янсена також виявила, що загадкові послідовності завжди супроводжувалися геном, що кодує фермент під назвою Cas9який може розрізати нитку ДНК.
Через кілька років вчені з'ясували, якою є функція цих послідовностей. Коли вірус атакує бактерію, фермент Cas9 захоплює її ДНК, розрізає її та стискає між ідентичними послідовностями CRISPR у бактеріальному геномі. Цей шаблон стане в нагоді, коли бактерії знову будуть атаковані вірусом того ж типу. Тоді бактерії одразу його дізнаються та знищать. Після довгих років досліджень вчені дійшли висновку, що CRISPR у поєднанні з ферментом Cas9 можна використовувати для маніпулювання ДНК у лабораторії. Дослідницькі групи Дженніфер Дудна з Університету Берклі до США та Еммануель Шарпантьє з Університету Умео у Швеції оголосили у 2012 році, що бактеріальна система при модифікації дозволяє редагування будь-якого фрагмента ДНК: з нього можна вирізати гени, вставити нові гени, включити чи вимкнути їх.
Сам метод, названий CRISPR-case.9, він працює, розпізнаючи чужорідну ДНК завдяки мРНК, яка відповідає за перенесення генетичної інформації Потім вся послідовність CRISPR розділяється більш короткі фрагменти (крРНК), що містять фрагмент вірусної ДНК і послідовність CRISPR. На основі цієї інформації, що міститься в послідовності CRISPR, створюється tracrRNA, яка приєднується до crRNA, що утворюється разом gRNA, яка є специфічним записом вірусу, її сигнатурою – запам'ятовується клітиною та використовується у боротьбі з вірусом.
У разі зараження гРНК, що є моделлю атакуючого вірусу, зв'язується з ферментом Cas9 і розрізає атакуючого на частини, роблячи їх нешкідливими. Потім відрізані частини додаються послідовність CRISPR, спеціальну базу даних загроз. У ході подальшого розвитку методики з'ясувалося, що людина може створювати гРНК, що дає змогу втручатися у гени, замінювати їх чи вирізати небезпечні фрагменти.
Минулого року онкологи із Сичуанського університету в Ченду розпочали випробування техніки редагування генів з використанням методу CRISPR-Cas9. Це був перший раз, коли цей революційний метод був випробуваний на людині, хворій на рак. Пацієнт, який страждає від агресивного раку легень, отримав клітини, що містять модифіковані гени, щоб допомогти йому боротися із хворобою. У нього взяли клітини, вирізали для гена, який послабив дію його власних клітин проти ракових, і вставили їх назад пацієнтові. Такі модифіковані клітини повинні краще впоратися з раком.
Ця методика, крім дешевизни та простоти, має ще одну велику перевагу - перед повторним введенням модифікованих клітин їх можна ретельно протестувати, т.к. вони модифікуються поза пацієнтом. У нього беруть кров, проводять відповідні маніпуляції, підбирають відповідні клітини і потім вводять. Безпека набагато вища, ніж якби ми годували такі клітини і чекали, що станеться.
тобто генетично запрограмована дитина
Що ми можемо змінити з генна інженерія? Виходить багато. Є повідомлення про використання цього методу зміни ДНК рослин, бджіл, свиней, собак і навіть людських ембріонів. У нас є інформація про культури, які можуть захистити себе від грибків, що атакують їх, про овочі з тривалою свіжістю або про сільськогосподарських тварин, несприйнятливих до небезпечних вірусів. CRISPR також дозволив провести роботу з модифікації комарів, які розповсюджують малярію. За допомогою CRISPR вдалося впровадити в ДНК цих комах ген стійкості до бактерій. І таким чином, щоб його наслідували всі їхні нащадки – без винятку.
Проте легкість зміни кодів ДНК породжує безліч етичних дилем. Хоча немає жодних сумнівів у тому, що цей метод можна використовувати для лікування хворих на рак, він дещо відрізняється, коли ми розглядаємо можливість його використання для лікування ожиріння або навіть проблеми зі світлим волоссям. Де поставити межу втручання у гени людини? Зміна гена пацієнта може бути прийнятною, але зміна генів в ембріонах також автоматично передаватиметься наступним поколінням, що може бути використане на благо, але також і на шкоду людству.
У 2014 році американський дослідник оголосив, що він модифікував віруси, щоб запровадити елементи CRISPR у мишей. Там створена ДНК була активована, викликавши мутацію, яка викликала еквівалент раку легенів у людини. Так само теоретично можна було б створити біологічну ДНК, яка викликає рак у людей. У 2015 році китайські дослідники повідомили, що вони використовували CRISPR для модифікації генів у людських ембріонах, мутації яких призводять до спадкового захворювання, яке називається таласемією. Лікування викликало суперечки. Два найважливіші наукові журнали у світі — Nature та Science — відмовилися публікувати роботи китайців. Нарешті він з'явився в журналі Protein & Cell. До речі, з'явилася інформація, що, як мінімум, ще чотири дослідницькі групи в Китаї також працюють над генетичними модифікаціями людських ембріонів. Вже відомі перші результати цих досліджень - вчені вставили в ДНК ембріона ген, що дає імунітет до ВІЛ-інфекції.
Багато фахівців упевнені, що народження дитини зі штучно зміненими генами – лише питання часу.
