Kopiraj in prilepi – korak do človeškega oblikovanja

V tridesetih letih 30. stoletja je Aldous Huxley v svojem znamenitem romanu Krasni novi svet opisal tako imenovano genetsko selekcijo bodočih zaposlenih – določenim ljudem bodo na podlagi genetskega ključa dodeljene določene družbene funkcije.

Huxley je pisal o »degumiranju« otrok z želenimi lastnostmi v videzu in značaju, pri čemer je upošteval tako rojstne dneve kot tudi kasnejše navajanje na življenje v idealizirani družbi.

"Izboljšati ljudi bo verjetno največja industrija XNUMX. stoletja," napoveduje. Yuval Harari, avtorica nedavno izdane knjige Homo Deus. Kot ugotavlja izraelski zgodovinar, naši organi še vedno delujejo na enak način vsakih 200 XNUMX. pred mnogimi leti. A dodaja, da lahko solidna oseba stane kar nekaj, kar bo družbeno neenakost prineslo povsem nove razsežnosti. "Prvič v zgodovini lahko ekonomska neenakost pomeni tudi biološko neenakost," piše Harari.

Stare sanje piscev znanstvene fantastike so razviti metodo za hiter in neposreden »prenos« znanja in veščin v možgane. Izkazalo se je, da je DARPA začela raziskovalni projekt, katerega cilj je narediti prav to. Program imenovan Ciljno usposabljanje za nevroplastičnost (TNT) želi pospešiti proces pridobivanja novega znanja z umom z manipulacijami, ki izkoriščajo prednost sinaptične plastičnosti. Raziskovalci verjamejo, da jih je z nevrostimulacijo sinaps mogoče preklopiti na bolj pravilen in urejen mehanizem za vzpostavitev povezav, ki so bistvo znanosti.

Modelna predstavitev ciljnega nevroplastičnega treninga

CRISPR kot MS Word

Čeprav se nam to trenutno zdi nezanesljivo, še vedno obstajajo poročila iz sveta znanosti, da konec smrti je blizu. Celo tumorji. Imunoterapija z opremljanjem celic bolnikovega imunskega sistema z molekulami, ki se »ujemajo« z rakom, je bila zelo uspešna. Med študijo so pri 94 % (!) bolnikov z akutno limfoblastno levkemijo simptomi izginili. Pri bolnikih s tumorskimi boleznimi krvi je ta odstotek 80%.

In to je le uvod, saj je to pravi hit zadnjih mesecev. Metoda urejanja genov CRISPR. Že samo zaradi tega je postopek urejanja genov nekaj, kar nekateri primerjajo z urejanjem besedila v MS Wordu – učinkovita in razmeroma preprosta operacija.

CRISPR je kratica za angleški izraz ("akumulirane redno prekinjene palindromne kratke ponovitve"). Metoda je sestavljena iz urejanja kode DNK (izrezovanje zlomljenih fragmentov, njihovo zamenjavo z novimi ali dodajanje fragmentov kode DNK, kot je to v primeru urejevalnikov besedil), da se obnovijo celice, prizadete z rakom, in celo popolnoma uničimo raka, odstranimo to iz celic. CRISPR naj bi posnemal naravo, zlasti metodo, ki jo uporabljajo bakterije za obrambo pred napadi virusov. Vendar za razliko od GSO sprememba genov ne povzroči genov drugih vrst.

Zgodovina metode CRISPR se začne leta 1987. Skupina japonskih raziskovalcev je nato v bakterijskem genomu odkrila več ne zelo tipičnih fragmentov. Bile so v obliki petih enakih zaporedij, ločenih s popolnoma različnimi odseki. Znanstveniki tega niso razumeli. Primer je dobil večjo pozornost šele, ko so podobna zaporedja DNK našli pri drugih bakterijskih vrstah. Torej, v celicah so morali služiti nekaj pomembnega. Leta 2002 Ruud Jansen z Univerze v Utrechtu na Nizozemskem so se odločili, da bodo te sekvence poimenovali CRISPR. Jansenova ekipa je tudi ugotovila, da je kriptična zaporedja vedno spremljal gen, ki kodira encim, imenovan Ca9ki lahko prereže verigo DNK.

Po nekaj letih so znanstveniki ugotovili, kakšna je funkcija teh sekvenc. Ko virus napade bakterijo, encim Cas9 zgrabi njeno DNK, jo razreže in stisne med identična zaporedja CRISPR v bakterijskem genomu. Ta predloga bo prišla prav, ko bakterije znova napade ista vrsta virusa. Takrat ga bodo bakterije takoj prepoznale in uničile. Po letih raziskav so znanstveniki ugotovili, da se CRISPR v kombinaciji z encimom Cas9 lahko uporablja za manipulacijo DNK v laboratoriju. Raziskovalne skupine Jennifer Doudna z Univerze Berkeley v ZDA in Emmanuelle Charpentier z univerze Umeå na Švedskem je leta 2012 objavil, da bakterijski sistem, ko je spremenjen, omogoča urejanje katerega koli fragmenta DNK: iz njega lahko izrežete gene, vstavite nove gene, jih vklopite ali izklopite.

Sama metoda, imenovana CRISPR-case.9, deluje tako, da prek mRNA prepozna tuje DNK, ki je odgovorna za prenašanje genetskih informacij. Celotno zaporedje CRISPR se nato razdeli na krajše fragmente (crRNA), ki vsebujejo fragment virusne DNA in zaporedje CRISPR. Na podlagi teh informacij, ki jih vsebuje zaporedje CRISPR, nastane tracrRNA, ki se pritrdi na crRNA, ki nastane skupaj z gRNA, ki je specifičen zapis virusa, njen podpis si celica zapomni in uporabi v boju proti virusu.

V primeru okužbe se gRNA, ki je model napadalnega virusa, veže na encim Cas9 in napadalca razreže na koščke, zaradi česar so popolnoma neškodljivi. Izrezani kosi se nato dodajo v zaporedje CRISPR, posebno bazo podatkov o grožnjah. Med nadaljnjim razvojem tehnike se je izkazalo, da lahko človek ustvari gRNA, ki vam omogoča, da posegate v gene, jih zamenjate ali izrežete nevarne fragmente.

Lani so onkologi na univerzi Sichuan v Chengduju začeli preizkušati tehniko za urejanje genov z uporabo metode CRISPR-Cas9. To je bilo prvič, da so to revolucionarno metodo preizkusili na osebi z rakom. Pacient, ki je zbolel za agresivnim pljučnim rakom, je prejel celice, ki vsebujejo spremenjene gene, ki so mu pomagale pri boju proti bolezni. Vzeli so mu celice, jih izrezali za gen, ki bi oslabil delovanje njegovih lastnih celic proti raku, in jih vstavili nazaj v bolnika. Takšne spremenjene celice bi se morale bolje spopasti z rakom.

Ta tehnika ima poleg poceni in preproste še eno veliko prednost: spremenjene celice je mogoče temeljito testirati pred ponovno uvedbo. so spremenjeni zunaj pacienta. Odvzamejo mu kri, izvedejo ustrezne manipulacije, izberejo ustrezne celice in šele nato vbrizgajo. Varnost je veliko višja, kot če bi takšne celice hranili neposredno in čakali, kaj se bo zgodilo.

torej genetsko programiran otrok

Kaj lahko spremenimo Genski inženiring? Izkazalo se je veliko. Obstajajo poročila o uporabi te tehnike za spreminjanje DNK rastlin, čebel, prašičev, psov in celo človeških zarodkov. Imamo informacije o pridelkih, ki se lahko branijo pred glivicami, o zelenjavi z dolgotrajno svežino ali o domačih živalih, ki so imune na nevarne viruse. CRISPR je omogočil tudi delo za spreminjanje komarjev, ki širijo malarijo. S pomočjo CRISPR je bilo mogoče v DNK teh žuželk vnesti gen za mikrobno odpornost. In to tako, da jo podedujejo vsi njihovi potomci – brez izjeme.

Vendar pa enostavnost spreminjanja kod DNK sproža številne etične dileme. Čeprav ni nobenega dvoma, da se ta metoda lahko uporablja za zdravljenje bolnikov z rakom, je nekoliko drugače, če razmišljamo o njeni uporabi za zdravljenje debelosti ali celo težav s svetlimi lasmi. Kam postaviti mejo poseganja v človeške gene? Spreminjanje pacientovega gena je morda sprejemljivo, vendar se bo sprememba genov v zarodkih avtomatsko prenesla tudi na naslednjo generacijo, ki jo lahko uporabimo v dobro, pa tudi v škodo človeštvu.

Leta 2014 je ameriški raziskovalec objavil, da je spremenil viruse, da bi miši vbrizgal elemente CRISPR. Tam se je ustvarjena DNK aktivirala, kar je povzročilo mutacijo, ki je povzročila človeški ekvivalent pljučnemu raku ... Na podoben način bi bilo teoretično mogoče ustvariti biološko DNK, ki povzroča raka pri ljudeh. Leta 2015 so kitajski raziskovalci poročali, da so uporabili CRISPR za spreminjanje genov v človeških zarodkih, katerih mutacije vodijo do dedne bolezni, imenovane talasemija. Zdravljenje je bilo kontroverzno. Dve najpomembnejši znanstveni reviji na svetu, Nature in Science, sta zavrnili objavo dela Kitajcev. Končno se je pojavil v reviji Protein & Cell. Mimogrede, obstajajo informacije, da se vsaj štiri druge raziskovalne skupine na Kitajskem ukvarjajo tudi z gensko modifikacijo človeških zarodkov. Prvi rezultati teh študij so že znani – znanstveniki so v DNK zarodka vstavili gen, ki daje imunost proti okužbi s HIV.

Mnogi strokovnjaki menijo, da je rojstvo otroka z umetno spremenjenimi geni le vprašanje časa.