Afrita og líma - eitt skref í átt að mannlegri hönnun

Á þriðja áratugnum lýsti Aldous Huxley í frægri skáldsögu sinni Brave New World hinu svokallaða erfðavali framtíðarstarfsmanna - tilteknu fólki, byggt á erfðalykli, verður falið að sinna ákveðnum félagslegum aðgerðum.

Huxley skrifaði um „deggum“ barna með eftirsótta eiginleika í útliti og karakter, þar sem tekið var tillit til bæði afmælisdaganna sjálfra og síðari lífsvana í hugsjónasamfélagi.

„Að gera fólk betra er líklega stærsta atvinnugrein XNUMX. aldar,“ spáir hann. Yuval Harari, höfundur bókarinnar Homo Deus sem nýlega kom út. Eins og ísraelskur sagnfræðingur bendir á, virka líffæri okkar enn á sama hátt á 200 XNUMX fresti. fyrir mörgum árum. Hann bætir þó við að heilsteypt manneskja geti kostað talsvert mikið sem komi félagslegu misrétti í nýja vídd. „Í fyrsta skipti í sögunni getur efnahagslegur ójöfnuður einnig þýtt líffræðilegan ójöfnuð,“ skrifar Harari.

Gamall draumur vísindaskáldsagnahöfunda er að þróa aðferð til að „hlaða“ þekkingu og færni hratt og beint inn í heilann. Í ljós kemur að DARPA hefur sett af stað rannsóknarverkefni sem miðar að því. Forrit sem kallast Markviss taugaþolþjálfun (TNT) miðar að því að hraða ferlinu við að afla nýrrar þekkingar í huganum með aðferðum sem nýta sér mýkt í taugamótunum. Rannsakendur telja að með því að örva taugamótin sé hægt að skipta yfir í reglulegri og skipulegri aðferð til að koma á tengingum sem eru kjarni vísindanna.

Líkan framsetning á markvissri taugaplastþjálfun

CRISPR sem MS Word

Þó að okkur sýnist þetta óáreiðanlegt eins og er, þá eru enn til fréttir úr heimi vísindanna um það endalok dauðans er í nánd. Jafnvel æxli. Ónæmismeðferð, með því að útbúa frumur ónæmiskerfis sjúklingsins með sameindum sem "samræmast" krabbameini, hefur skilað miklum árangri. Í rannsókninni hurfu einkennin hjá 94% (!) sjúklinga með bráða eitilfrumuhvítblæði. Hjá sjúklingum með æxlissjúkdóma í blóði er þetta hlutfall 80%.

Og þetta er aðeins kynning, því þetta er algjört högg undanfarna mánuði. CRISPR genabreytingaraðferð. Þetta eitt og sér gerir ferlið við að breyta genum að einhverju sem sumir bera saman við að breyta texta í MS Word - skilvirk og tiltölulega einföld aðgerð.

CRISPR stendur fyrir enska hugtakið ("accumulated regularly interrupted palindromic short repetitions"). Aðferðin felst í því að breyta DNA kóðanum (klippa út brotin brot, setja ný í staðinn eða bæta við DNA kóðabútum eins og er í ritvinnsluforritum) til að endurheimta frumur sem hafa orðið fyrir krabbameini, og jafnvel eyðileggja krabbamein alveg, útrýma það úr frumum. Sagt er að CRISPR líki eftir náttúrunni, sérstaklega aðferðinni sem bakteríur nota til að verjast árásum frá veirum. Hins vegar, ólíkt erfðabreyttum lífverum, leiða breytingar gena ekki til gena frá öðrum tegundum.

Saga CRISPR aðferðarinnar hefst árið 1987. Hópur japanskra vísindamanna uppgötvaði síðan nokkur ekki mjög dæmigerð brot í erfðamengi baktería. Þær voru í formi fimm eins raða, aðskildar með gjörólíkum hlutum. Vísindamennirnir skildu þetta ekki. Málið fékk aðeins meiri athygli þegar svipaðar DNA-raðir fundust í öðrum bakteríutegundum. Svo, í frumunum þurftu þeir að þjóna einhverju mikilvægu. Árið 2002 Ruud Jansen frá háskólanum í Utrecht í Hollandi ákvað að kalla þessar raðir CRISPR. Teymi Jansen komst einnig að því að dulrænum röðunum fylgdi alltaf gen sem kóðar ensím sem kallast Cas9sem getur skorið DNA strenginn.

Eftir nokkur ár komust vísindamenn að því hvert hlutverk þessara raða er. Þegar veira ræðst á bakteríu grípur Cas9 ensímið DNA þess, sker það og þjappar því saman á milli eins CRISPR raða í erfðamengi bakteríunnar. Þetta sniðmát mun koma sér vel þegar bakteríur verða fyrir árás aftur af sömu tegund vírusa. Þá munu bakteríurnar þekkja það strax og eyða því. Eftir margra ára rannsóknir hafa vísindamenn komist að þeirri niðurstöðu að CRISPR, ásamt Cas9 ensíminu, sé hægt að nota til að vinna með DNA í rannsóknarstofunni. Rannsóknarhópar Jennifer Doudna frá háskólanum í Berkeley í Bandaríkjunum og Emmanuelle Charpentier frá Umeå háskóla í Svíþjóð tilkynnti árið 2012 að bakteríukerfið, þegar það er breytt, leyfir það að breyta hvaða DNA broti sem er: þú getur klippt gen úr því, sett inn ný gen, kveikt eða slökkt á þeim.

Aðferðin sjálf, sem heitir CRISPR-case.9, það virkar með því að þekkja erlent DNA í gegnum mRNA, sem ber ábyrgð á að flytja erfðafræðilegar upplýsingar. Öllu CRISPR röðinni er síðan skipt í styttri brot (crRNA) sem innihalda veiru DNA brotið og CRISPR röðina. Út frá þessum upplýsingum sem er að finna í CRISPR röðinni er búið til tracrRNA sem er tengt við crRNA sem myndast ásamt gRNA, sem er ákveðin skráning á veirunni, undirskrift þess er munuð af frumunni og notuð í baráttunni við veiruna.

Komi til sýkingar binst gRNA, sem er líkan af árásarvírusnum, Cas9 ensíminu og sker árásarmanninn í sundur og gerir þá algjörlega skaðlausa. Afskornum hlutum er síðan bætt við CRISPR röðina, sérstakan ógnargagnagrunn. Við frekari þróun tækninnar kom í ljós að einstaklingur getur búið til gRNA, sem gerir þér kleift að trufla gena, skipta um þau eða skera út hættuleg brot.

Á síðasta ári hófu krabbameinslæknar við Sichuan háskólann í Chengdu að prófa genabreytingartækni með CRISPR-Cas9 aðferðinni. Þetta var í fyrsta sinn sem þessi byltingarkennda aðferð var prófuð á einstaklingi með krabbamein. Sjúklingur sem þjáðist af árásargjarnu lungnakrabbameini fékk frumur sem innihéldu breytt gen til að hjálpa honum að berjast við sjúkdóminn. Þeir tóku úr honum frumur, klipptu þær út fyrir gen sem myndi veikja virkni frumna hans gegn krabbameini og settu þær aftur inn í sjúklinginn. Slíkar breyttar frumur ættu að takast betur á við krabbamein.

Þessi tækni, auk þess að vera ódýr og einföld, hefur annan stóran kost: breyttar frumur geta verið vandlega prófaðar áður en þær eru teknar aftur inn. þeim er breytt utan sjúklings. Þeir taka blóð úr honum, framkvæma viðeigandi meðferð, velja viðeigandi frumur og aðeins þá sprauta. Öryggið er miklu meira en ef við fóðrum slíkar frumur beint og bíðum eftir að sjá hvað gerist.

e.a.s. erfðafræðilega forritað barn

Úr hverju getum við breytt Erfðatækni? Það kemur mikið í ljós. Fréttir eru um að þessi tækni sé notuð til að breyta DNA plantna, býflugna, svína, hunda og jafnvel mannafósturvísa. Við höfum upplýsingar um ræktun sem getur varið sig gegn árásum sveppa, um grænmeti með langvarandi ferskleika eða um húsdýr sem eru ónæm fyrir hættulegum vírusum. CRISPR hefur einnig gert kleift að vinna að því að breyta moskítóflugum sem dreifa malaríu. Með hjálp CRISPR var hægt að koma örveruþolsgeni inn í DNA þessara skordýra. Og á þann hátt að allir afkomendur þeirra erfa það - undantekningarlaust.

Hins vegar vekur það hversu auðvelt er að breyta DNA kóðanum margar siðferðilegar vandamál. Þó að það sé enginn vafi á því að hægt sé að nota þessa aðferð til að meðhöndla krabbameinssjúklinga, þá er hún nokkuð öðruvísi þegar við íhugum að nota hana til að meðhöndla offitu eða jafnvel ljóshærð vandamál. Hvar á að setja mörk truflunar á genum manna? Breyting á geni sjúklings getur verið ásættanleg, en breyting á genum í fósturvísunum mun einnig skila sér sjálfkrafa til næstu kynslóðar, sem getur nýst til góðs, en einnig til skaða fyrir mannkynið.

Árið 2014 tilkynnti bandarískur vísindamaður að hann hefði breytt vírusum til að sprauta þáttum CRISPR í mýs. Þar var DNA sem búið var til virkjað sem olli stökkbreytingu sem olli jafngildi lungnakrabbameins í mönnum... Á svipaðan hátt væri fræðilega hægt að búa til líffræðilegt DNA sem veldur krabbameini í mönnum. Árið 2015 greindu kínverskir vísindamenn frá því að þeir hefðu notað CRISPR til að breyta genum í fósturvísum manna þar sem stökkbreytingar leiða til arfgengs sjúkdóms sem kallast thalassemia. Meðferðin hefur verið umdeild. Tvö mikilvægustu vísindatímarit í heimi, Nature og Science, hafa neitað að birta verk Kínverja. Það birtist loksins í Protein & Cell tímaritinu. Við the vegur eru upplýsingar um að að minnsta kosti fjórir aðrir rannsóknarhópar í Kína séu einnig að vinna að erfðabreytingum á fósturvísum manna. Fyrstu niðurstöður þessara rannsókna eru þegar þekktar - vísindamenn hafa sett inn í DNA fósturvísisins gen sem veitir ónæmi fyrir HIV sýkingu.

Margir sérfræðingar telja að fæðing barns með gervibreytt gen sé aðeins tímaspursmál.