Ako Editácia Genómu Zmení Svet - Alternatívny Pohľad

Obsah:

Ako Editácia Genómu Zmení Svet - Alternatívny Pohľad
Ako Editácia Genómu Zmení Svet - Alternatívny Pohľad

Video: Ako Editácia Genómu Zmení Svet - Alternatívny Pohľad

Video: Ako Editácia Genómu Zmení Svet - Alternatívny Pohľad
Video: Eduard Kejnovsky: Tajemství genů - od vzniku života po genom člověka (Brno kampus 21.5.2014) 2024, Marec
Anonim

Predstavte si svet, v ktorom žijú nadľudia: silný, odolný, inteligentný a nikdy chorý. Myslíte si niečo z oblasti filmov Marvel? Vôbec nie. Ideálna budúcnosť je možná - stačí prekresliť svoju DNA.

Prvé geneticky modifikované deti sa narodili v Číne. Boli umelo vytvorené a nosič HIV sa stal darcom spermy. Aj deti by mohli byť zasiahnuté hroznou chorobou. To sa však nestalo - miestni vedci vypínali gén zodpovedný za HIV, keď bol plod stále v embryonálnom stave. Lekári použili technológiu CRISPR - pokročilou metódu alterácie DNA, vďaka ktorej sa stanete silnými, zdravými a prakticky nesmrteľnými.

Ak máte peniaze. Veľa peňazí.

Image
Image

Pre laika sa hovorí o úprave genómu ako niečo z kategórie sci-fi. Biológovia však o možnostiach CRISPR diskutujú už dlho - od minulého storočia. Tento systém bol pôvodne objavený ako obranný mechanizmus proti baktériám proti vírusom na konci osemdesiatych rokov. Potom odborníci v nej videli schopnosť meniť DNA.

Za patent na metódu dekódovania genómu bojovali dve štátne univerzity po dlhú dobu: Broad Institute v Massachusetts a California California v Berkeley. Spoločnosti utratili milióny na právnikov, uvedomujúc si, že tento vynález im v budúcnosti prinesie skvelé zisky. Výsledkom je, že Broad Institute zvíťazil - stále investuje veľa dolárov na podporu genomických projektov. Pracujú tiež na modifikácii v Rusku: študujeme aj možnosť deaktivácie „nechcených“génov, ako je infekcia HIV.

Image
Image

Ruskí odborníci by navyše mohli byť prvými, ktorí by chceli vychovávať deti s GMO. „Technicky mohla naša skupina transplantovať embryá už vo februári 2018 a potom by sa naše geneticky modifikované dieťa narodilo skôr. Ale my sme tento cieľ nemali. Môj tím porodí aj také dieťa, jednoducho k tomu chodíme pomaly a opakovane kontrolujeme bezpečnosť technológie, - povedal v rozhovore s Republikou genetik Denis Rebrikov. Vo všeobecnosti nie je zmena genómu fantázia, ale realita, ktorá sa chystá zraziť na naše dvere. Ale je to nebezpečné? Etické?

Propagačné video:

Aké sú dôsledky?

Tento proces opísal Dr. Sandy Macra, prezident biotechnologickej spoločnosti Sangamo Therapeutics, ktorá vykonáva experimenty s modifikáciou DNA. "Odrežeme tvoju DNA, otvoríme ju, vložíme gén, zašijeme ho." Stáva sa súčasťou vašej DNA a zostáva do konca života. ““

Image
Image

CRISPR funguje v troch fázach. Prvý krok. Vírusová DNA je zapamätaná. Končí vložením svojich fragmentov do špeciálnej „knižnice“. Ďalšou transkripciou je syntéza RNA na templáte DNA.

Druhá fáza. Sekundárny vstup vírusovej DNA do bunky a rozpoznanie vírusovej DNA. Vírusová DNA sa „skenuje“a enzým zavedie do vírusovej DNA dvojvláknové zlomenie.

Etapa tri. Spočíva v nehomologickom spojovaní koncov - to znamená, že konce medzery sú zošité „náhodne“, často so zavedením mutácií. Práve tieto mutácie spôsobujú „vypnutie“vírusového genetického stroja.

Image
Image

V roku 2017 podstúpil 44-ročný šéfkuchár Brian Madew operáciu úpravy DNA. Brian trpel Hunterovým syndrómom, dedičné metabolické ochorenie, ktoré spôsobuje početné patologické nálezy orgánov. Toto ochorenie je častejšie u chlapcov a je spôsobené genetickou mutáciou. Ľudia v dospievaní zomierajú na ťažké formy Hunterovho syndrómu. Madew mal to šťastie, aby prežil - ale podstúpil aj 26 operácií a mal problémy so sluchom, zrakom, dýchacími cestami, žlčníkom a kosťami. Editácia DNA nenahradila škodu spôsobenú chorobou. Zastavil však jeho postup a zachránil ho od každodenných injekcií drahých liekov.

Je pravda, že dnes takáto operácia nie je všeliekom, ale skôr lotériou: vedci sa hrajú s matkou prírodou a nie je možné úplne zvážiť všetky riziká. Dôsledky úpravy genómu sú nenapraviteľné. „Ak sa opakovane uistíme, že technológia genómovej úpravy je dostatočne presná na„ bojové “použitie, budeme ju môcť používať na lekárske účely,“hovorí Denis Rebrikov. Ako už bolo uvedené, prípad spoločnosti Madew je zatiaľ výnimočný. Sangamo Therapeutics pokračuje vo výskume.

V budúcnosti je možné pomocou metódy CRISPR liečiť ďalšie genetické choroby - hemofíliu, leukémiu, cystickú fibrózu.

Ďalší problém: editácia môže vyvolať nežiaduce správanie v iných génoch. Napríklad pacienti boli vložení do cudzieho fragmentu a potom sa vyvinula leukémia - interferencia s natívnou DNA aktivovala rakovinový gén.

Image
Image

Zároveň je zasahovanie do genómu tiež eticky kontroverzným postupom. Bude CRISPR viesť k sociálnemu rozdeleniu? V novembri 2017 patriarcha Kirill otvoril XXI. Svetovú ruskú ľudovú radu. Tam hovoril o vývoji zdravotníckych technológií. Slová patriarchy sú citované TASSom:

Hlasy sú počuť, že moderné technológie sú schopné vytvárať umelú inteligenciu a umelé orgány, že čoskoro bude možné modernizovať našu myseľ a telo tak, aby vznikli nové stvorenia. Viera v technológiu je dnes rovnaká ako viera v pokrok, je to druh kvázi náboženstva. Rýchly rozvoj lekárskych a genetických technológií sa považuje za vážnu výzvu. Futurológovia už predpovedajú bezprostrednú stratifikáciu ľudstva na dva rasy. Niektorí predpovedajú veľkosť superménu, zatiaľ čo iní - osud podriadených. Moskovský patriarcha Kirill a celé Rusko

Patriarcha zároveň poznamenal, že pokročilá biotechnológia sama osebe nie je zlá, ak je „dostupná nielen bohatým predstaviteľom spoločnosti“. Nedá sa však vylúčiť, že konzervatívni občania môžu počuť podľa slov hlavy ruskej pravoslávnej cirkvi iba motiváciu k zákazu.

Západná spoločnosť je tiež stále na pozore pred narušujúcou technológiou. Napríklad popredné vedecké časopisy Science and Nature z etických dôvodov nezverejnili štúdiu čínskych vedcov z univerzity Sun Yatsen v Guangzhou. Číňania boli prvými na svete, ktorí modifikovali DNA embryí, čo je v Spojených štátoch a vo viacerých západných krajinách zakázané. V Európe sa diskutuje aj o morálke. Stanislav Bushev sa však domnieva, že tieto obmedzenia sú dočasné.

Krátko pred svojou smrťou Stephen Hawking vyjadril obavy: v budúcnosti budú svetu vládnuť nadľudovia s fenomenálnou pamäťou a inteligenciami, odolnými voči chorobám, silní a vytrvalí. Fyzik veril, že bežní ľudia s nimi nebudú schopní konkurovať a doslova sa stanú druhou triedou.

Image
Image

Je možné, že technológie ako CRISPR môžu spoločnosť rozdeliť na kasty. Koniec koncov, takýto postup si môže dovoliť iba elita spoločnosti. Dokonca aj dnes je pre dieťa z chudobnej rodiny ťažké konkurovať dieťaťu z bohatej rodiny - východiskové podmienky sú príliš odlišné.

Čo sa stane, keď sa ľudia s peniazmi stanú doslova múdrejšími, zdravšími a krajšími?

Odborníci zabezpečujú: dôjde k posunu, existuje však šanca vyhnúť sa sociálnemu napätiu. Napríklad podľa Evgenyho Bykova budú genetické zmeny otvorené pre každého, len budú mať inú kvalitu.

Stanislav Bushuev má iný názor. Verí, že „vznikne nerovnosť, ako vždy, keď dôjde k významnému prerozdeleniu sveta“. Navyše, podľa filozofa biológie sa samotná myšlienka nerovnosti zmení. „Ploché dystopie zobrazujú omladených a múdrejších nesmrteľných ľudí bohatých na reprodukciu súčasnej nerovnosti. Zatiaľ čo - to je dôležité - hovoríme v zásade o vykresľovaní nových línií rovnosti a nerovnosti na mape našej reality, “vysvetľuje Bushev.

To prinesie neočakávané spôsoby speňaženia úprav DNA. Čo tak lacno vydávať „pass out“, povedzme, nízky rast, ale potom každý rok obnovovať licenciu? Bude sa rozvíjať aj nové podnikanie - zmena genómu doma.

Image
Image

Transhumanistický vedec predpovedá bezprostredný výskyt „biosubkultúr“. Ľudia sa spoja nielen podľa svojej profesie alebo záujmov, ale aj podľa kategórie vylepšení v ich tele. Predstavivosť čerpá obrázky z Deus Ex, a takto to bude, hovorí Evgeny Bykov.

Nakoniec človek usiluje o jednu vec - stať sa nesmrteľným. Genetik George Church povedal, že v budúcnosti je možné vytvárať bunky, ktoré sú odolné voči pôsobeniu takmer všetkých známych vírusov. Podľa jeho názoru sa ľudia stanú imunnými voči žiareniu, starnutiu, prechladnutiu, rakovine a iným chorobám. Cirkev predpovedá, že bude k dispozícii o desať rokov. Biológ si navyše je istý, že staroba je ochorenie, proti ktorému je tiež možné bojovať.

Vedecká komunita má však iný názor - v medzinárodnej klasifikácii chorôb neexistuje „starnutie“. To znamená, že je zakázané testovať lieky „pre starobu“. Možno to vyrieši DNA inžinierstvo?

Takže nesmrteľnosť nás ešte neohrozuje - v najlepšom prípade budeme žiť dlhšie. Ale zasahovanie do genómu povedie k novým štandardom ľudstva, umožní vám rýchlejšie premýšľať a menej ochorieť. Ak na to sú peniaze, samozrejme.

Image
Image

Neobvyklé vynálezy genetického inžinierstva

Biologickí vedci, ktorí pracujú v oblasti syntetickej biológie, vymysleli nový spôsob liečby chorôb. Vytvorili vybuchujúce baktérie: bunka Escherichia coli exploduje pri kontakte s určitými patogénnymi bunkami a zabije tak patogén, ako aj samotný.

Juhokórejskí vedci v oblasti genetického inžinierstva aplikovali vlastnosť predmetov na žiarenie v tme. Vytvorili fluoreskujúce transgénne šteniatka, ktoré sa používali ako modely na simuláciu ľudských chorôb. Pri klonovaní vedci použili techniky, ktoré by sa mohli v budúcnosti použiť na vývoj liekov na ochorenia ľudí.

Vedci zo Spojených štátov vyvinuli spôsob boja proti šíreniu malárie a horúčky dengue. Majú modifikované transgénne komáre, ktoré žijú dlhšie a sú odolné voči malárii.

V súčasnosti vedci nielen modifikujú zvieratá. Jane Medfordová vyvíja rastliny na detekciu mín. Takéto rastliny po kontakte s výbušninami a prírodnými znečisťujúcimi látkami zafarbia.

Image
Image

Ďalším úspechom genetického inžinierstva je pavúk priadky morušovej. Vedci kombinovali gény priadky morušovej s génmi pavúka, aby vytvorili pavúk hodváb, ktorý, aj keď je natiahnutý, je silnejší ako oceľ.

Nezvyčajná biometrická stavba bola vytvorená Harvardským biofyzikom Keithom Parkerom. Kombinoval svalové bunky potkana a elastickú gélovú bázu, čím vytvoril umelú medúzu. Medusoid umiestnený do akvária s dvoma elektródami, stiahol svalové bunky a vznášal sa vpred. Tento výskum má veľký význam pre biológiu a vyvíja metodologický základ pre vytváranie umelých orgánov pre ľudí v budúcnosti.

Extracelulárna matrica môže ľuďom pomôcť regenerovať stratené časti tela. Nový prístup zaujal Stephen Wolfe, ktorý vstrekol malý kúsok močového mechúra do nohy vojaka, ktorý pri výbuchu prišiel o viac ako 70% končatiny. Extracelulárna matrica prebúdza schopnosť liečiť sa v ľudskom tele. V dôsledku experimentu vojak Isaias Hernandez regeneroval väčšinu nohy a obnovil jej silu, hoci spočiatku mu lekári odporučili, aby končatinu úplne amputovala.