Kopeeri ja kleebi – üks samm inimese disaini poole

30. aastatel kirjeldas Aldous Huxley oma kuulsas romaanis Brave New World tulevaste töötajate nn geneetilist valikut – konkreetsed inimesed saavad geneetilise võtme alusel täitma teatud sotsiaalseid funktsioone.

Huxley kirjutas soovitud välimuse ja iseloomuomadustega laste "degummimisest", võttes arvesse nii sünnipäevi ennast kui ka hilisemat harjumist eluga idealiseeritud ühiskonnas.

"Inimeste paremaks muutmine on tõenäoliselt XNUMX. sajandi suurim tööstusharu," ennustab ta. Yuval Kharary, hiljuti ilmunud raamatu Homo Deus autor. Nagu Iisraeli ajaloolane märgib, töötavad meie organid ikka samamoodi iga 200 XNUMXi järel. Aastaid tagasi. Samas lisab ta, et soliidne inimene võib maksta päris palju, mis toob sotsiaalse ebavõrdsuse hoopis uude dimensiooni. "Esimest korda ajaloos võib majanduslik ebavõrdsus tähendada ka bioloogilist ebavõrdsust," kirjutab Harari.

Ulmekirjanike ammune unistus on välja töötada meetod teadmiste ja oskuste kiireks ja otseseks "laadimiseks" ajju. Selgub, et DARPA on käivitanud uurimisprojekti, mille eesmärk on just see. Programm kutsus Sihtotstarbeline neuroplastilisuse koolitus (TNT) eesmärk on kiirendada sünaptilist plastilisust ära kasutavate manipulatsioonide kaudu mõistuse kaudu uute teadmiste omandamise protsessi. Teadlased usuvad, et sünapside neurostimuleerimisega saab need lülitada korrapärasemale ja korrapärasemale mehhanismile teaduse olemuseks olevate seoste loomiseks.

Suunatud neuroplastilise koolituse mudel

CRISPR kui MS Word

Kuigi hetkel tundub see meile ebausaldusväärne, on teadusmaailmast siiski teateid selle kohta surma lõpp on lähedal. Isegi kasvajad. Immunoteraapia, mille käigus varustatakse patsiendi immuunsüsteemi rakud vähiga "sobivate" molekulidega, on olnud väga edukas. Uuringu käigus kadusid sümptomid 94%-l (!) ägeda lümfoblastse leukeemiaga patsientidest. Vere kasvajahaigustega patsientidel on see protsent 80%.

Ja see on vaid sissejuhatus, sest see on viimaste kuude tõeline hitt. CRISPR geeni redigeerimise meetod. Ainuüksi see muudab geenide redigeerimise protsessi millekski, mida mõned võrdlevad teksti redigeerimisega MS Wordis – tõhusaks ja suhteliselt lihtsaks toiminguks.

CRISPR tähistab ingliskeelset terminit ("akumuleeritud regulaarselt katkestatud palindroomsed lühikesed kordused"). Meetod seisneb DNA koodi redigeerimises (katkiste fragmentide väljalõikamine, nende asendamine uutega või DNA koodi fragmentide lisamine, nagu tekstitöötlusprogrammide puhul), et taastada vähist mõjutatud rakud ja isegi hävitada vähk täielikult, kõrvaldada. seda rakkudest. Väidetavalt jäljendab CRISPR loodust, eriti meetodit, mida bakterid kasutavad viiruste rünnakute eest kaitsmiseks. Kuid erinevalt GMO-dest ei too geenide muutmine kaasa teiste liikide geene.

CRISPR-meetodi ajalugu algab 1987. aastal. Rühm Jaapani teadlasi avastas seejärel bakteri genoomist mitu mitte väga tüüpilist fragmenti. Need olid viie identse jada kujul, mida eraldasid täiesti erinevad osad. Teadlased ei saanud sellest aru. Juhtum sai suuremat tähelepanu alles siis, kui sarnaseid DNA järjestusi leiti ka teistes bakteriliikides. Seega pidid nad kambrites teenima midagi olulist. 2002. aastal Ruudi Jansen Hollandi Utrechti ülikoolist otsustas neid järjestusi nimetada CRISPR-iks. Janseni töörühm avastas ka, et krüptiliste järjestustega oli alati kaasas geen, mis kodeerib ensüümi nimega Cas9mis võib DNA ahelat lõigata.

Mõne aasta pärast said teadlased aru, mis on nende järjestuste funktsioon. Kui viirus ründab bakterit, haarab Cas9 ensüüm selle DNA, lõikab selle ja surub selle bakteri genoomis identsete CRISPR järjestuste vahele. See mall on kasulik, kui sama tüüpi viirus baktereid uuesti ründab. Siis tunnevad bakterid selle kohe ära ja hävitavad. Pärast aastatepikkust uurimistööd on teadlased jõudnud järeldusele, et CRISPR-i saab koos ensüümiga Cas9 kasutada DNA-ga manipuleerimiseks laboris. Uurimisrühmad Jennifer Doudna USA-st Berkeley ülikoolist ja Emmanuelle Charpentier Rootsi Umeå ülikoolist teatas 2012. aastal, et modifitseeritud bakterisüsteem võimaldab mis tahes DNA fragmendi redigeerimine: saate sellest geene välja lõigata, uusi geene sisestada, sisse või välja lülitada.

Meetod ise, nn CRISPR-case.9, tunneb see ära võõra DNA läbi mRNA, mis vastutab geneetilise informatsiooni kandmise eest. Seejärel jagatakse kogu CRISPR järjestus lühemateks fragmentideks (crRNA), mis sisaldavad viiruse DNA fragmenti ja CRISPR järjestust. Selle CRISPR järjestuses sisalduva info põhjal luuakse tracrRNA, mis kinnitub koos gRNA-ga moodustunud crRNA-le, mis on viiruse spetsiifiline kirje, mille signatuur jääb rakule meelde ja seda kasutatakse viirusevastases võitluses.

Nakatumise korral seondub ründava viiruse mudeliks olev gRNA ensüümiga Cas9 ja lõikab ründaja tükkideks, muutes need täiesti kahjutuks. Lõigatud tükid lisatakse seejärel spetsiaalsesse ohtude andmebaasi CRISPR-i järjestusse. Tehnika edasiarendamise käigus selgus, et inimene suudab luua gRNA-d, mis võimaldab geene segada, neid asendada või ohtlikke fragmente välja lõigata.

Eelmisel aastal alustasid Chengdu Sichuani ülikooli onkoloogid geenide redigeerimise tehnikat, kasutades CRISPR-Cas9 meetodit. See oli esimene kord, kui seda revolutsioonilist meetodit testiti vähihaige peal. Agressiivse kopsuvähi all kannatav patsient sai haigusega võitlemiseks modifitseeritud geene sisaldavaid rakke. Nad võtsid talt rakud, lõigasid neist välja geeni, mis nõrgestaks tema enda rakkude toimet vähi vastu, ja sisestasid need tagasi patsiendi sisse. Sellised modifitseeritud rakud peaksid vähiga paremini toime tulema.

Sellel tehnikal on peale selle, et see on odav ja lihtne, veel üks suur eelis: modifitseeritud rakke saab enne uuesti kasutuselevõttu põhjalikult testida. neid muudetakse väljaspool patsienti. Nad võtavad temalt verd, teevad vastavad manipulatsioonid, valivad välja sobivad rakud ja alles siis süstivad. Ohutus on palju suurem kui siis, kui toidame selliseid rakke otse ja ootame, mis juhtub.

st geneetiliselt programmeeritud laps

Millest saame muutuda Geenitehnoloogia? Selgub palju. On teateid selle tehnika kasutamisest taimede, mesilaste, sigade, koerte ja isegi inimese embrüote DNA muutmiseks. Meil on teavet põllukultuuride kohta, mis suudavad end kaitsta ründavate seente eest, kauakestvate värskustega köögiviljade või ohtlike viiruste suhtes immuunsed põllumajandusloomad. CRISPR on võimaldanud teha tööd ka malaariat levitavate sääskede muutmiseks. CRISPR-i abil õnnestus nende putukate DNA-sse viia mikroobide resistentsuse geen. Ja nii, et kõik nende järeltulijad pärivad selle – eranditult.

DNA koodide muutmise lihtsus tekitab aga palju eetilisi dilemmasid. Kuigi pole kahtlust, et seda meetodit saab kasutada vähihaigete raviks, on see mõnevõrra erinev, kui kaalume selle kasutamist rasvumise või isegi blondide juuste probleemide raviks. Kuhu panna inimese geenidesse sekkumise piir? Patsiendi geeni muutmine võib olla vastuvõetav, kuid embrüote geenide muutmine kandub automaatselt edasi ka järgmisele põlvkonnale, mida saab kasutada hea, aga ka inimkonna kahjuks.

2014. aastal teatas Ameerika teadlane, et on modifitseerinud viirusi CRISPR-i elementide süstimiseks hiirtele. Seal aktiveeriti loodud DNA, mis põhjustas mutatsiooni, mis põhjustas kopsuvähi inimekvivalendi... Samamoodi võiks teoreetiliselt luua bioloogilist DNA-d, mis põhjustab inimestel vähki. 2015. aastal teatasid Hiina teadlased, et nad on kasutanud CRISPR-i inimembrüote geenide muutmiseks, mille mutatsioonid põhjustavad pärilikku haigust, mida nimetatakse talasseemiaks. Ravi on olnud vastuoluline. Maailma kaks olulisemat teadusajakirja Nature ja Science on keeldunud hiinlaste töid avaldamast. Lõpuks ilmus see ajakirjas Protein & Cell. Muide, on andmeid, et veel vähemalt neli Hiina uurimisrühma tegelevad inimembrüote geneetilise muundamisega. Nende uuringute esimesed tulemused on juba teada – teadlased on sisestanud embrüo DNA-sse geeni, mis annab immuunsuse HIV-nakkuse vastu.

Paljud eksperdid usuvad, et kunstlikult muudetud geenidega lapse sünd on vaid aja küsimus.