Wyobraź sobie świat, w którym żyją nadludzie: silni, odporni, inteligentni i nigdy nie chorzy. Pomyśl o świecie filmów Marvela? Ani trochę. Możliwa jest idealna przyszłość - wystarczy przerysować swoje DNA.
Pierwsze genetycznie zmodyfikowane dzieci urodziły się w Chinach. Zostały sztucznie poczęte, a nosiciel HIV stał się dawcą nasienia. Dzieci również mogą zostać dotknięte straszną chorobą. Tak się jednak nie stało - lokalni naukowcy wyłączyli gen odpowiedzialny za HIV, kiedy płód był jeszcze w stanie embrionalnym. Lekarze zastosowali technologię CRISPR - zaawansowaną metodę zmiany DNA, dzięki której będziesz silny, zdrowy i praktycznie nieśmiertelny.
Jeśli masz pieniądze. Dużo pieniędzy.
Dla laika rozmowa o edycji genomu wydaje się być czymś poza kategorią science fiction. Niemniej jednak biolodzy debatują nad możliwościami CRISPR od dawna - od ubiegłego wieku. System ten został pierwotnie odkryty jako mechanizm obronny bakterii przed wirusami pod koniec lat 80. Wtedy eksperci dostrzegli w niej zdolność do zmiany DNA.
O patent na metodę dekodowania genomu długo walczyły dwa stanowe uniwersytety: Broad Institute w Massachusetts i California Institute w Berkeley. Firmy wydały miliony na prawników, zdając sobie sprawę, że w przyszłości ten wynalazek przyniesie im bajeczne zyski. W rezultacie zwyciężył Broad Institute - nadal przeznacza tony dolarów na promocję projektów genomicznych. Pracują także nad modyfikacją w Rosji: badamy również możliwość wyłączenia „niechcianych” genów, takich jak zakażenie wirusem HIV.
Co więcej, rosyjscy specjaliści mogliby jako pierwsi wychować dzieci GMO, gdyby chcieli. „Z technicznego punktu widzenia nasza grupa mogła przeszczepić zarodki w lutym 2018 roku, a wtedy nasze genetycznie zmodyfikowane dziecko urodziłoby się wcześniej. Ale nie mieliśmy tego celu. Mój zespół też urodzi takie dziecko, po prostu przechodzimy do tego powoli, wielokrotnie sprawdzając bezpieczeństwo technologii”- powiedział genetyk Denis Rebrikov w rozmowie z Republiką. Ogólnie rzecz biorąc, zmiana genomu nie jest fantazją, ale rzeczywistością, która zaraz zapuka do naszych drzwi. Ale czy to niebezpieczne? Etyczny?
Film promocyjny:
Jakie są konsekwencje?
Dr Sandy Macra, prezes firmy biotechnologicznej Sangamo Therapeutics, która prowadzi eksperymenty zmieniające DNA, opisała ten proces. „Przecinamy twoje DNA, otwieramy, wstawiamy gen, zszywamy. Staje się częścią twojego DNA i pozostaje do końca twojego życia."
CRISPR działa w trzech etapach. Pierwszy krok. Wirusowe DNA zostaje zapamiętane. Kończy się osadzeniem jego fragmentów w specjalnej „bibliotece”. Dalsza transkrypcja to synteza RNA na matrycy DNA.
Druga faza. Wtórne wejście do komórki wirusowego DNA i rozpoznanie wirusowego DNA. Wirusowe DNA jest „skanowane”, a enzym wprowadza dwuniciową przerwę w wirusowym DNA.
Etap trzeci. Polega ona na niehomologicznym zszywaniu końcówek - oznacza to, że końce przerwy są zszywane ze sobą „na chybił trafił”, często z wprowadzeniem mutacji. To właśnie te mutacje powodują „wyłączenie” wirusowej maszyny genetycznej.
W 2017 roku 44-letni Brian Madew przeszedł operację edycji DNA. Brian cierpiał na zespół Huntera, dziedziczną chorobę metaboliczną, która powoduje liczne patologie narządów. Ta choroba występuje częściej u chłopców i jest spowodowana mutacją genetyczną. W okresie dojrzewania ludzie umierają z powodu ciężkich postaci zespołu Huntera. Madew miał szczęście, że przeżył - ale również przeszedł 26 operacji i miał problemy ze słuchem, wzrokiem, drogami oddechowymi, woreczkiem żółciowym i kośćmi. Edycja DNA nie rekompensuje szkód wyrządzonych przez chorobę. Ale to zatrzymało jego postęp i uratowało mężczyznę przed codziennymi zastrzykami drogich leków.
To prawda, że dziś taka operacja nie jest panaceum, ale raczej loterią: naukowcy bawią się Matką Naturą i nie można w pełni zważyć wszystkich zagrożeń. Konsekwencje edycji genomu są nieodwracalne. „Kiedy wielokrotnie upewniamy się, że technologia edycji genomu jest wystarczająco dokładna do użycia w„ walce”, będziemy mogli używać jej do celów medycznych” - mówi Denis Rebrikov. To powiedziawszy, przypadek Madew jest jak dotąd wyjątkowy. Sangamo Therapeutics kontynuuje badania.
W przyszłości metodą CRISPR możliwe będzie leczenie innych chorób genetycznych - hemofilii, białaczki, mukowiscydozy.
Kolejny problem: edycja może wywołać niepożądane zachowanie innych genów. Na przykład pacjentom wstawiono obcy fragment, po czym rozwinęła się u nich białaczka - interferencja z natywnym DNA aktywowała gen raka.
Jednocześnie ingerencja w genom jest również procedurą kontrowersyjną etycznie. Czy CRISPR doprowadzi do podziałów społecznych? W listopadzie 2017 roku patriarcha Cyryl otworzył XXI Światową Radę Ludową Rosji. Tam mówił o rozwoju technologii medycznych. Słowa patriarchy cytuje TASS:
Słychać głosy, że nowoczesne technologie są zdolne do tworzenia sztucznej inteligencji i sztucznych organów, że już niedługo będzie można unowocześnić nasze umysły i ciała, aby powstały nowe stworzenia. Dzisiejsza wiara w technologię jest tym samym, co wiara w postęp; jest to rodzaj quasi-religii. Szybki rozwój technologii medycznych i genetycznych postrzegany jest jako poważne wyzwanie. Futurolodzy już przewidują nieuchronne rozwarstwienie ludzkości na dwie rasy. Jedni przewidują wielkość nadludzi, inni - los podwładnych. Patriarcha Moskwy i całej Rosji Cyryl
Jednocześnie patriarcha zaznaczył, że zaawansowana biotechnologia sama w sobie nie jest zła, jeśli jest „dostępna nie tylko dla zamożnych przedstawicieli społeczeństwa”. Nie można jednak wykluczyć, że konserwatywni obywatele w słowach szefa Rosyjskiej Cerkwi Prawosławnej usłyszą jedynie zachętę do zakazu.
Społeczeństwo zachodnie nadal obawia się przełomowej technologii. Na przykład czołowe czasopisma naukowe Science and Nature z powodów etycznych nie opublikowały badania przeprowadzonego przez chińskich naukowców z Uniwersytetu Sun Yatsen w Kantonie. Chińczycy jako pierwsi na świecie zmodyfikowali DNA embrionów, co jest zabronione w Stanach Zjednoczonych i wielu krajach zachodnich. Toczy się również debata na temat moralności w Europie. Jednak Stanislav Bushev uważa, że ograniczenia te są tymczasowe.
Na krótko przed śmiercią Stephen Hawking wyraził zaniepokojenie: w przyszłości światem będą rządzić nadludzie o fenomenalnej pamięci i inteligencji, odporni na choroby, silni i odporni. Fizyk uważał, że zwykli ludzie nie będą w stanie z nimi konkurować i dosłownie staną się drugą klasą.
Możliwe, że technologie takie jak CRISPR mogą podzielić społeczeństwo na kasty. Przecież tylko elita społeczeństwa może sobie pozwolić na taki zabieg. Już teraz dziecku z biednej rodziny trudno konkurować z dzieckiem z bogatej rodziny - warunki startowe są zbyt różne.
Co się stanie, gdy ludzie z pieniędzmi staną się dosłownie mądrzejsi, zdrowsi i piękniejsi?
Eksperci zapewniają: nastąpi zmiana, ale jest szansa na uniknięcie napięć społecznych. Na przykład, według Evgeny Bykov, zmiany genetyczne będą otwarte dla każdego, po prostu będą miały inną jakość.
Stanislav Bushuev ma inne zdanie. Uważa, że „powstanie nierówność, jak zawsze ma to miejsce przy każdej znaczącej redystrybucji świata”. Co więcej, zdaniem filozofa biologii, zmieni się sama idea nierówności. „Płaskie dystopie przedstawiają odmłodzonych i mądrzejszych, nieśmiertelnych bogatych ludzi, odtwarzających obecne nierówności. Natomiast - to ważne - w zasadzie mówimy o wyznaczaniu nowych linii równości i nierówności na mapie naszej rzeczywistości”- wyjaśnia Bushev.
Przyniesie to nieoczekiwane sposoby zarabiania na edycji DNA. Co powiesz na tani sposób wystawienia „utraty przytomności”, powiedzmy, niskiego wzrostu, a następnie coroczne odnawianie licencji? Rozwija się również nowy biznes - zmiana genomu w domu.
Naukowiec transhumanista przewiduje rychłe pojawienie się „biosubkultur”. Ludzi połączy nie tylko zawód czy zainteresowania, ale także kategoria ulepszeń w ich ciele. Wyobraźnia rysuje obrazy z Deus Ex i tak będzie - mówi Evgeny Bykov.
Ostatecznie człowiek dąży do jednego - stać się nieśmiertelnym. Genetyk George Church powiedział, że w przyszłości możliwe będzie tworzenie komórek odpornych na działanie prawie wszystkich znanych wirusów. Jego zdaniem ludzie uodpornią się na promieniowanie, znikną starzenie się, zimno, rak i inne choroby. Kościół przewiduje, że będzie dostępny za dziesięć lat. Ponadto biolog jest przekonany, że starość to dolegliwość, z którą również można walczyć.
Jednak środowisko naukowe jest innego zdania - w Międzynarodowej Klasyfikacji Chorób nie ma „starzenia się”. Oznacza to, że zabronione jest testowanie narkotyków „na starość”. Może inżynieria DNA to naprawi?
Więc nieśmiertelność nam jeszcze nie zagraża - w najlepszym razie będziemy żyć dłużej. Ale ingerencja w genom doprowadzi do nowych standardów ludzkości, pozwoli ci myśleć szybciej i rzadziej chorować. Oczywiście, jeśli są na to pieniądze.
Niezwykłe wynalazki inżynierii genetycznej
Biolodzy pracujący w dziedzinie biologii syntetycznej wynaleźli nowy sposób leczenia chorób. Stworzyli eksplodujące bakterie: komórka E. coli w kontakcie z niektórymi patogennymi komórkami eksploduje, zabijając zarówno patogen, jak i siebie.
Południowokoreańscy naukowcy zajmujący się inżynierią genetyczną zastosowali właściwość obiektów do świecenia w ciemności. Stworzyli fluorescencyjne transgeniczne szczenięta, które posłużyły jako modele do symulacji ludzkich chorób. Podczas klonowania naukowcy wykorzystali techniki, które można by wykorzystać w przyszłości do opracowania leków na choroby ludzi.
Naukowcy ze Stanów Zjednoczonych opracowali metodę zwalczania rozprzestrzeniania się malarii i dengi. Mają zmodyfikowane transgeniczne komary, które żyją dłużej i są odporne na malarię.
W tej chwili naukowcy modyfikują nie tylko zwierzęta. Zatem dr Jane Medford opracowuje instalacje do wykrywania min. Takie rośliny stają się białe w kontakcie z materiałami wybuchowymi i naturalnymi zanieczyszczeniami.
Kolejnym osiągnięciem inżynierii genetycznej jest pająk jedwabnika. Naukowcy połączyli geny jedwabnika z genami pająka, aby stworzyć pajęczynę, który nawet naprężony jest mocniejszy niż stal.
Niezwykłą konstrukcję biometryczną stworzył biofizyk z Harvardu Keith Parker. Połączył komórki mięśniowe szczura z elastyczną żelową podstawą, aby stworzyć sztuczną meduzę. Medusoid, umieszczony w akwarium z dwiema elektrodami, skurczył komórki mięśniowe i płynął do przodu. Badania te mają ogromne znaczenie dla biologii i stanowią podstawę metodologiczną do tworzenia sztucznych narządów dla człowieka w przyszłości.
Macierz zewnątrzkomórkowa może pomóc ludziom w regeneracji utraconych części ciała. Nowe podejście przyjął Stephen Wolfe, wstrzykując mały kawałek świńskiego pęcherza w nogę żołnierza, który stracił ponad 70% kończyny w wyniku eksplozji. Macierz zewnątrzkomórkowa pobudza zdolność do samoleczenia w ludzkim ciele. W wyniku eksperymentu żołnierz Isaias Hernandez zregenerował większość nogi i przywróciła jej siłę, choć początkowo lekarze zalecili mu całkowite amputowanie kończyny.