Ne paslaptis, kad biologijos, medicinos, žemės ūkio ir daugybės kitų mokslų bei pramonės šakų ateitis yra susijusi su genų inžinerijos plėtra. Viena perspektyviausių šios srities technologijų yra laikoma genų redagavimu - CRISPR.
- „Salik.biz“
Susipažinkime: CRISPR
Pirmą kartą apie naująją technologiją jie pradėjo kalbėti 1987 m., Kai japonų mokslininkai rado pakartojančių nežinomos paskirties sekų grupes E. coli DNR. Jie buvo vadinami sunkiais: trumpi palindrominiai (skaitykite vienodai abiem kryptimis) kartojimai, reguliariai išdėstomi grupėmis (Clustered Regular Interspaced Short Palindromic Repeats).
Kodėl šie fragmentai reikalingi, paaiškėjo tik po dešimties metų. Paaiškėjo, kad palindrominiai pasikartojimai, būdami imuninės sistemos dalimi, saugo „išpjaustytą“genetinę virusų medžiagą, su kuria anksčiau susidūrė bakterijos. Naujo viruso užpuolimo atveju ši „duomenų bazė“padeda ląstelei greičiau atpažinti priešą ir, atitinkamai, greičiau sunaikinti.
Šis atradimas nesukėlė didelio susidomėjimo platesne mokslo bendruomene, kol Kalifornijos universiteto biologai Jennifer Doudna ir Emmanuelle Charpentier nesiaiškino, kad virusų atpažinimo ir sunaikinimo mechanizmą galima valdyti. Kaip atradimo autoriai pabrėžė moksliniame leidinyje 2012 m., Dirbtinai į „duomenų bazę“įvesdami tam tikrą DNR fragmentą, bet kurį pasirinktą genomą galima iškirpti bet kur. Po metų buvo žengtas kitas žingsnis: į ląstelę, kuri atsigavo po pjaustymo, buvo suleistas DNR gabalas, kuris kraštuose sutapo su supjaustyta chromosoma. Tuo pačiu metu viskas galėjo būti viduryje - ląstelė neatpažino pakeitimo ir ramiai pastatė „Trojos arklį“į savo struktūrą.
Taip žmonija gavo CRISPR - genomo manipuliavimo technologiją, kuri pasiekiamumo, tikslumo ir efektyvumo prasme pranoksta visas ankstesnes. Technikos potencialas yra toks, kad mokslininkai tikisi ją panaudoti spręsdami kai kurias globalias pasaulio problemas.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Pakanka maisto visiems
Pavyzdžiui, CRISPR galėtų visam laikui pašalinti maisto trūkumo grėsmę, perkeldama žemės ūkį ir maisto perdirbimą į visiškai naują lygį. Jau vykdomi eksperimentai šia kryptimi.
Kalifornijos Berklio universitete kuriamas toks kakavos pupelių tipas, kuris nebijotų ligų ir grybelio. „DuPont Pioneer“, kurio būstinė yra Des Moines, Ajova, paskelbė, kad 2020 m. Pradės redaguoti kukurūzų hibridą. Ir Kinijos mokslininkams jau pavyko panaudoti CRISPR, kad padidėtų ryžių derlius, ir tuo pačiu metu buvo sukurta šalčiui atspari kiaulių veislė, kuri klesti kiaules nešildydama.
Pasinaudodamas CRISPR technologija, galiu įsitikinti, kad patinai nebėra uodų populiacijoje. Netgi Billas Gatesas susidomėjo: jis pasiūlė mokslininkams į augalus įnešti natūralių pesticidų ir herbicidų, kurie turėtų padidinti derlių ir geriau jį laikyti ir netgi sumažinti sodinimo priežiūros išlaidas.
Turbūt vienintelis dalykas, neleidžiantis genetiškai modifikuotiems produktams perimti parduotuvių ir mūsų šaldytuvų lentynų, yra visuomenės nuomonė. Žmonės bijo produktų, jų manymu, nenatūralių būdų, ir yra pasirengę mokėti nepaprastai dideles kainas už vadinamąjį natūralų maistą, užaugintą be jokių cheminių priedų ar kitokių intervencijų. Tačiau neseniai mokslininkų grupės iš Sankt Peterburgo valstybinio universiteto ir Molekulinės biologijos instituto Strasbūre atradimas gali supurtyti pasitikėjimą tuo, kas turėtų būti laikoma natūralia ir natūralia. Ištyrę kelis šimtus augalų rūšių, jie atrado genetiškai modifikuotus organizmus, kuriuos sukūrė pati gamta. Tarp jų buvo artimiausių tabako, saldžiųjų bulvių, žemės riešutų, graikinių riešutų, arbatos, spanguolių, apynių giminaičių … Kaip pabrėžė atradimo bendraautorė,Profesorė Tatjana Matveeva: „Mūsų tyrimas parodė, kad žmonija per visą savo istoriją nuolat susidūrė su GMO“.
Ligos bus išgydytos iki gimimo
Tačiau gydytojai parodė daug didesnį susidomėjimą nauja technika. Iš tikrųjų jokioje kitoje pramonėje genų redagavimas negalėjo būti toks plačiai paplitęs ir naudingas kaip medicinoje.
Pirmasis pasaulyje bandymas redaguoti suaugusiojo genomą buvo padarytas 2017 m. Kalifornijoje. Eksperimente sutiko dalyvauti 44 metų Brianas Mado, kenčiantis nuo II tipo mukopolisaharidozės (Hunterio sindromo), dėl kurio jam jau buvo atliktos 26 operacijos. Vyras ketino tuoktis ir kuo ilgiau gyventi su savo išrinktuoju, todėl nusprendė imtis neįprasto gydymo: gauti trūkstamą geną. Jei pasisektų, daugiau nei 10 tūkst. Žmonių rastų viltį pasveikti (būtent tiek žmonių Žemėje turi Hunterio sindromas). Deja, gydytojų skaičiavimai nebuvo pagrįsti, o medicinoje lūžio nebuvo.
Daug efektyvesnis buvo vis dar besivystančio organizmo genomas, kurį atliko mokslininkas iš Kinijos Jiankui He. Praėjusių metų lapkritį jis sukrėtė pasaulį paskelbdamas apie pirmųjų genomo redaguotų vaikų - dvynių mergaičių Lulu ir Nana - gimimą. Dėl dirbtinės mutacijos jie buvo apsaugoti nuo ŽIV. Buvo nuspręsta griebtis redagavimo, nes mergaitės tėvas, kurio vardas yra paslėptas pseudonimu Markas, yra užkrėstas.
Keli klinikai, kurių specializacija yra vaisingumo problemos, iškart parodė susidomėjimą kinų mokslininko projektu: jų vadovai teigė, kad daugelis tėvų norės savo atžalas suteikti pasipriešinimui „XX amžiaus marui“. Bet genų redagavimo pagalba žmonija gali būti išgelbėta ne tik nuo ŽIV, bet ir nuo pjautuvinių ląstelių anemijos, krūties ir kiaušidžių vėžio bei daugelio kitų rimtų ligų.
Batoną iš Jo jau perėmė Maskvos Akušerijos, ginekologijos ir perinatologijos mokslinio centro darbuotojas, pavadintas akademiko V. I. Kulakova Denisas Rebrikovas. Jis ketina taisyti penkių įgimtų kurčiųjų porų apvaisintų embrionų genomą, kad vaikai nepaveldėtų savo tėvų problemos. Denisas Rebrikovas jau pradėjo darbą: atlieka genetinį kiaušinių, paimtų iš normalios klausos moters, kiaušinius - tai būtina norint ištirti ir išvengti galimo šalutinio poveikio. Eksperimento rezultatus Rebrikovas pažadėjo paskelbti. Kol kas viena iš tariamų penkių susituokusių porų yra davusi sutikimą dalyvauti tolimesniuose eksperimentuose.
„Dirbtinių“žmonių civilizacija?
Mokslo pasaulis ir plačioji visuomenė buvo atsargūs dėl embrionų redagavimo. Pionierius Jiankui He buvo ypač kritikuojamas. Kažkas kalbėjo apie eksperimentų su žmonėmis nepriimtinumą, kažkas sakė, kad CRISPR technologija dar nebuvo sukurta ir todėl nesaugi. Tačiau viena iš pagrindinių, nors ir nesakomų, priežasčių yra ta, kad nuo intervencijos į embriono genomą terapiniais tikslais galima sukurti tik vieną žingsnį - sukurti „dizainerių kūdikius“su aiškiai apibrėžtais išvaizdos, intelekto, psichotipo parametrais … Ir tai, kaip sakoma, visiškai kitokia istorija, kurioje iki šiol yra daugiau klausimų nei atsakymų.
Ką daryti, jei tėvai nori „subtiliai“sureguliuoti negimusį vaiką - suteikti jam Michaelo Jacksono bruožus ar užsiauginti angelo sparnus ant nugaros? Kas gins negimusių vaikų teisę būti savimi? Ar „dirbtiniai“žmonės bus laikomi pilnaverčiais visuomenės nariais? Jei iš pradžių genetinis dizainas nėra prieinamas visiems, ar tai nepadės visuomenės suskirstyti į „patobulintus“turtingus ir natūralius (skaityti - „blogiausius“) neturtingus? Arba kastos, kurios iš pradžių buvo skirtos atlikti tam tikrą darbą, kaip Aldous Huxley filme „Brave New World“?
Vienintelis dalykas, kurį dabar galima pasakyti, yra tas, kad „dizainerių“kūdikiai vis dar yra fantazija. Dabartinis genetinių technologijų lygis neleidžia teisingai sureguliuoti daugelio genų, atsakingų už intelektą, gabumų muzikai ar tapybai, fizinės jėgos ir ištvermės. Vis dėlto neabejojama, kad ateis diena, kai tai bus įmanoma. Ir tada mūsų palikuonys turės išspręsti nepakartojamas etines problemas, sudaryti naujus įstatymus ir gyventi pagal juos visuomenėje, kuri dabar yra visiškai neįsivaizduojama, redaguojama genų lygiu.
Žurnalas: XX amžiaus paslaptys №51. Autorius: Svetlana Yolkina