Daugelis iš mūsų gimsta turėdami savybių, kurios padeda geriau konkuruoti visuomenėje: grožiu, intelektu, įspūdinga išvaizda ar fizine jėga. Dėl genetikos pažangos ima atrodyti, kad netrukus galėsime prieiti prie to, kas anksčiau nebuvo taikoma, - „kurti“žmones dar prieš jiems gimstant. Paklausti būtinų savybių, jei jų nesuteikia gamta, iš anksto nustatant taip reikalingas gyvenimo galimybes. Tai darome su automobiliais ir kitais negyvais daiktais, tačiau dabar, kai žmogaus genomas buvo iššifruotas ir mes jau mokomės jį redaguoti, atrodo, kad artėjame prie vadinamųjų „dizainerių“, „projektuojamų“vaikų atsiradimo. Ar taip atrodo, ar netrukus tai taps realybe?
Lulu ir Nana iš Pandoros dėžutės
Pirmųjų vaikų su modifikuotu genomu gimimas 2019 m. Pabaigoje sukėlė rimtą rezonansą mokslo bendruomenėje ir visuomenėje. Kinijos Pietų mokslo ir technologijų universiteto (SUSTech) biologas Jiankui - 2018 m. Lapkričio 19 d., Antrojo tarptautinio aukščiausiojo lygio susitikimo dėl žmogaus genomo redagavimo, vykusio Honkonge, išvakarėse, interviu „Associated Press“paskelbė, kad gimė pirmieji vaikai su redaguotu genomu.
Merginos dvynės gimė Kinijoje. Jų ir tėvų vardai nebuvo atskleisti: pirmieji „GMO vaikai“planetoje yra žinomi kaip Lulu ir Nana. Pasak mokslininkės, mergaitės yra sveikos, o kišimasis į jų genomą padarė dvynius imunitetu nuo ŽIV.
Įvykis, kuris gali atrodyti kaip naujas žmonijos ar bent jau medicinos, kaip jau minėta, raidos žingsnis, nesukėlė teigiamų emocijų tarp mokslininko kolegų. Priešingai, jis buvo pasmerktas. Kinijos vyriausybinės agentūros pradėjo tyrimą, o visi eksperimentai su žmogaus genomu šalyje buvo laikinai uždrausti.
Jis Jiankui.
Visuomenės nevertinamas eksperimentas buvo toks. Mokslininkas paėmė iš būsimų tėvų spermą ir kiaušinėlius, apvaisino juos in vitro, redagavo gautų embrionų genomus naudodamas CRISPR / Cas9 metodą. Kai embrionai buvo implantuoti į moters gimdos gleivinę, būsima mergaičių motina nebuvo užsikrėtusi ŽIV, skirtingai nei tėvas, kuris buvo viruso nešiotojas.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Buvo redaguotas CCR5 genas, kuris koduoja membraninį baltymą, kurį žmogaus imunodeficito virusas naudoja įeinant į ląsteles. Jei jis bus modifikuotas, žmogus, turintis tokią dirbtinę mutaciją, bus atsparus infekcijai virusu.
Lulu ir Nana.
Mutacija, kurią Jis Jiankui bandė sukurti dirbtinai, vadinama CCR5 Δ32: ji taip pat randama gamtoje, tačiau tik nedaugeliui žmonių ir jau seniai traukia mokslininkų dėmesį. Tyrimai su pelėmis 2016 m. Parodė, kad CCR5 Δ32 veikia hipokampo funkciją, žymiai pagerindama atmintį. Jos nešiotojai yra ne tik imunitetai nuo ŽIV, bet ir greičiau pasveiksta po insulto ar trauminės smegenų traumos, turi geresnę atmintį ir mokymosi gebėjimus nei „paprasti“žmonės.
Tačiau kol kas nė vienas mokslininkas negali garantuoti, kad CCR5 Δ32 nekelia jokios nežinomos rizikos ir kad tokios manipuliacijos su CCR5 genu nesukels neigiamų pasekmių mutacijos nešėjui. Dabar žinoma vienintelė neigiama tokios mutacijos pasekmė: jos savininkų organizmas yra jautresnis Vakarų Nilo karštinei, tačiau ši liga yra gana reta.
Tuo tarpu universitetas, kuriame dirbo kinų mokslininkas, išsižadėjo savo darbuotojo. Alma mater pareiškė, kad jie nežinojo apie He Jiankui eksperimentus, kuriuos jie pavadino šiurkščiu etikos principų ir mokslinės praktikos pažeidimu, ir jis juos vykdė už įstaigos sienų.
Pažymėtina, kad pats projektas negavo nepriklausomo patvirtinimo ir neperžengė tarpusavio vertinimo, o jo rezultatai nebuvo paskelbti mokslo žurnaluose. Viskas, ką mes turime, yra tik mokslininko teiginiai.
Jiankui darbas pažeidė tarptautinį tokių eksperimentų moratoriumą. Draudimas įstatymų leidybos lygiu nustatytas beveik visose šalyse. Genetiko kolegos sutinka, kad CRISPR / Cas9 genomo redagavimo technologijos naudojimas žmonėms kelia didžiulę riziką.
Tačiau pagrindinis kritikos punktas yra tas, kad kinų genetiko darbas neturi nieko novatoriško: niekas anksčiau nesiėmė tokių eksperimentų, nes bijojo nenuspėjamų pasekmių, nes mes nežinome, kokias problemas modifikuoti genai gali sukelti jų nešėjams ir palikuonims.
Kaip savo „Twitter“paskyroje sakė britų genetikė Maryam Khosravi: „Jei mes galime ką nors padaryti, tai nereiškia, kad mes turime tai padaryti“.
Beje, 2018 m. Spalio mėn., Dar prieš šokiruojantį kinų mokslininko pareiškimą, Rusijos genetikai iš Kulakovo vardu pavadinto Nacionalinio medicinos akušerijos, ginekologijos ir perinatologijos medicinos centro taip pat paskelbė apie sėkmingą CCR5 geno pakeitimą naudodami CRISPR / Cas9 genomo redaktorių ir gaudami embrionus, kuriems netaikoma ŽIV. Natūralu, kad jie buvo sunaikinti, kad neatgimtų vaikai.
40 metų prieš
Greitai pirmyn keturis dešimtmečius. 1978 m. Liepos mėn. Didžiojoje Britanijoje gimė Louise Brown - pirmasis vaikas, gimęs apvaisinant in vitro. Tada jos gimimas sukėlė daug triukšmo ir pasipiktinimo ir atiteko „mėgintuvėlio kūdikio“tėvams ir mokslininkams, kurie buvo praminti „Frankenšteino gydytojais“.
Louise Brown. Vaikystėje ir dabar.
Bet jei ši sėkmė vienus išgąsdino, tai suteikė kitiems vilties. Taigi, šiandien planetoje yra daugiau nei aštuoni milijonai žmonių, kurie yra gimę dėl IVF technikos, ir daugelis tada populiarių prietarų buvo išsklaidyti.
Tačiau buvo dar vienas rūpestis: kadangi IVF metodas daro prielaidą, kad „paruoštas“žmogaus embrionas dedamas į gimdą, prieš implantaciją jis gali būti genetiškai modifikuotas. Kaip matome, po kelių dešimtmečių būtent taip ir atsitiko.
IVF procedūra.
Taigi ar galima nubrėžti paralelę tarp dviejų įvykių - Louise Brown ir Kinijos dvynių Lula ir Nana gimimo? Ar verta ginčytis, kad „Pandoros“dėžutė yra atidaryta ir labai greitai bus galima „užsisakyti“vaiką, sukurtą pagal projektą, tai yra, dizainerio. Ir svarbiausia, ar pasikeis visuomenės požiūris į tokius vaikus, nes jis šiandien praktiškai pasikeitė vaikų atžvilgiu „iš mėgintuvėlio“?
Embrionų atranka ar genetinė modifikacija?
Tačiau ne tik genomo redagavimas priartina mus prie ateities, kurioje vaikai turės iš anksto suplanuotų savybių. Lulu ir Nana yra gimę dėl ne tik CRISPR / Cas9 genų redagavimo technologijų ir IVF, bet ir dėl embrionų priešimplantacinės genetinės diagnostikos (PGD). Eksperimento metu Jis Jiankui naudojo redaguotų embrionų PGD, kad nustatytų chimerizmą ir klaidas už taikinių.
Jei draudžiama redaguoti žmogaus embrionus, tai priešimplantacinė genetinė diagnostika, kurią sudaro embrionų genomo sekos nustatymas dėl tam tikrų paveldimų genetinių ligų, o vėlesnis sveikų embrionų pasirinkimas nėra. PGD yra savotiška alternatyva prenatalinei diagnozei, tik nereikia nutraukti nėštumo esant genetinėms anomalijoms.
PGD metu embrionams, gautiems apvaisinant in vitro, atliekama genetinė patikra. Procedūra apima ląstelių pašalinimą iš embrionų labai ankstyvoje vystymosi stadijoje ir jų genomų „skaitymą“. Nuskaitoma visa DNR ar jos dalis, siekiant nustatyti, kuriuos genų variantus ji turi. Po to būsimieji tėvai galės pasirinkti, kuriuos embrionus implantuoti, tikėdamiesi nėštumo.
Preim. lantacijos genetinė diagnozė (PGD).
Preimplantacijos genetinę diagnozę jau naudoja poros, kurios mano, kad turi genų tam tikroms paveldimoms ligoms nustatyti embrionams, kuriems šių genų trūksta. JAV tokie tyrimai naudojami maždaug 5% IVF atvejų. Paprastai jis atliekamas nuo trijų iki penkių dienų amžiaus embrionų. Tokie tyrimai gali aptikti genus, pernešančius apie 250 ligų, įskaitant talasemiją, ankstyvąją Alzheimerio ligą ir cistinę fibrozę.
Tačiau šiandien PGD nėra labai patraukli kaip vaikų projektavimo technologija. Kiaušinių gavimo procedūra yra nemaloni, kelia riziką ir nepateikia reikiamo ląstelių skaičiaus atrankai. Bet viskas pasikeis, kai tik bus įmanoma gauti daugiau kiaušinių apvaisinimui (pavyzdžiui, iš odos ląstelių), tuo pačiu padidės genomo sekos nustatymo greitis ir kaina.
Bioetikas Henry Greeley iš Stanfordo universiteto Kalifornijoje teigia: „Beveik viskas, ką galite padaryti dėl genų redagavimo, galite padaryti su embrionų atranka“.
Ar DNR yra likimas?
Ekspertų teigimu, per ateinančius dešimtmečius išsivysčiusiose šalyse pažanga mūsų chromosomose užfiksuoto genetinio kodo skaitymo srityje suteiks galimybę vis daugiau žmonių susekti savo genus. Tačiau naudoti genetinius duomenis nuspėti, koks žmogus taps embrionu, yra sunkiau, nei atrodo.
Daugelis žmonių mano, kad tarp jų genų ir bruožų yra tiesioginis ir nedviprasmiškas ryšys. Idėja apie genus, tiesiogiai atsakingus už intelektą, homoseksualumą ar, pavyzdžiui, muzikinius sugebėjimus, egzistuoja. Bet net ir minėto CCR5 geno pavyzdžiu, kurio pokytis veikia smegenų veiklą, mes pamatėme, kad viskas nėra taip paprasta.
Yra daug - dažniausiai retų - genetinių ligų, kurias galima tiksliai atpažinti pagal specifinę genų mutaciją. Paprastai iš tikrųjų yra tiesioginis ryšys tarp tokio genų suskaidymo ir ligos.
Dažniausios ligos ar medicininiai polinkiai - diabetas, širdies ligos ar tam tikros rūšies vėžys - yra susiję su keliais ar net daugeliu genų ir jų negalima tiksliai numatyti. Be to, jie priklauso nuo daugelio aplinkos veiksnių - pavyzdžiui, nuo žmogaus mitybos.
Bet kalbant apie sudėtingesnius dalykus, pvz., Asmenybę ir intelektą, čia mes nelabai žinome, kurie genai yra susiję. Tačiau mokslininkai nepraranda pozityvaus požiūrio. Didėjant žmonių, kurių genomai buvo sekvencuoti, skaičiui, galėsime sužinoti daugiau apie šią sritį.
Tuo tarpu Europos bioinformatikos instituto Kembridže direktorius Euanas Birney, užsimindamas, kad iššifravęs genomą neatsakysi į visus klausimus, pažymi: „Turime atsiriboti nuo minties, kad tavo DNR yra tavo likimas“.
Dirigentas ir orkestras
Tačiau tai dar ne viskas. Ne tik genai yra atsakingi už mūsų intelektą, charakterį, kūno sudėjimą ir išvaizdą, bet ir epigenai - specifiniai žymenys, kurie lemia genų aktyvumą, tačiau neturi įtakos pirminiai DNR struktūrai.
Jei genomas yra genų rinkinys mūsų kūne, tai epigenomas yra žymenų rinkinys, kuris nustato genų aktyvumą, tam tikrą reguliavimo sluoksnį, esantį tarsi genomo viršuje. Reaguodamas į išorinius veiksnius, jis liepia, kurie genai turėtų veikti, o kurie - miegoti. Epigenomas yra dirigentas, genomas yra orkestras, kuriame kiekvienas muzikantas turi savo dalį.
Tokios komandos neveikia DNR sekų, jos tiesiog įjungia (išreiškia) kai kuriuos genus, o kitus išjungia (nuslopina). Taigi ne visi genai, esantys mūsų chromosomose, veikia. Tam tikro fenotipinio bruožo pasireiškimas, gebėjimas sąveikauti su aplinka ir net senėjimo greitis priklauso nuo to, kuris genas yra užblokuotas ar atblokuotas.
Garsiausias ir, kaip manoma, svarbiausias epigenetinis mechanizmas yra DNR metilinimas, CH3 grupės pridėjimas DNR fermentais - metiltransferazėmis į citoziną - viena iš keturių azoto bazių DNR.
Epigenomas.
Kai metilo grupė yra prijungta prie tam tikro geno citozino, genas išjungiamas. Stebina tai, kad esant tokiai „ramybei“, genas perduodamas palikuonims. Toks veikėjų per gyvenimą įgytų personažų perdavimas vadinamas epigenetiniu paveldėjimu, kuris tęsiasi kelias kartas.
Epigenetika - mokslas vadinamas mažąja genetikos seserimi - tiria, kaip genų įjungimas ir išjungimas veikia mūsų fenotipinius bruožus. Pasak daugelio ekspertų, būtent kuriant epigenetiką ateityje slypi dizainerių vaikų kūrimo technologijos sėkmė.
Pridėdami ar pašalindami epigenetinius „žymenis“, mes, neturėdami įtakos DNR sekai, galime kovoti su abiem ligomis, kurios atsirado veikiant nepalankiems veiksniams, ir išplėsti planuojamų vaiko dizaino ypatybių „katalogą“.
Ar tikras Gattaki scenarijus ir kitos baimės?
Daugelis baiminasi, kad nuo genomo redagavimo - kad išvengtume rimtų genetinių ligų - pereisime prie žmonių tobulinimo, ir ten mes nesame toli nuo antžmogio atsiradimo ar žmonijos išsišakojimo į biologines kastas, kaip numato „Yuval Noah Harari“.
Bioetikas Ronaldas Greene iš Dartmuto koledžo Naujajame Hampšyre mano, kad technologinė pažanga gali padaryti „žmogaus dizainą“prieinamesnį. Per ateinančius 40–50 metų jis sako: „pamatysime, kaip genai bus redaguojami ir reprodukcijos technologijos gerinamos žmonėms; galime pasirinkti savo vaiko akių ir plaukų spalvą, norime pagerinti sportinius sugebėjimus, skaitymo ar skaičiavimo įgūdžius ir pan. “
Tačiau dizainerių vaikų atsiradimas yra susijęs ne tik su nenuspėjamomis medicininėmis pasekmėmis, bet ir su vis gilėjančia socialine nelygybe.
Kaip nurodo bioetikos mokslininkas Henry Greeley, pasiekiamas 10–20% sveikatos pagerėjimas per PGD, be naudos, kurią jau teikia turtas, gali sukelti didėjantį turtingųjų ir vargšų sveikatos būklės atotrūkį - tiek visuomenėje, tiek tarp šalių.
Ir dabar vaizduotėje yra baisūs genetinio elito vaizdai, tokie, kokie pavaizduoti distopiniame trileryje „Gattaca“: technologijų pažanga paskatino tai, kad eugenika nebelaikoma moralinių ir etinių normų pažeidimu, o idealių žmonių gamyba yra transliuojama. Šiame pasaulyje žmonija yra padalinta į dvi socialines klases - „galiojanti“ir „netinkama“. Pirmieji, kaip taisyklė, yra tėvų apsilankymo pas gydytoją rezultatas, o antrieji - natūralus apvaisinimas. Visos durys yra atviros „gerai“, o „netinkamos“, kaip taisyklė, yra už borto.
Vis dar iš filmo „Gattaca“(1997, JAV).
Grįžkime į savo realybę. Mes pažymėjome, kad kol kas neįmanoma numatyti kišimosi į DNR seką pasekmių: genetika nepateikia atsakymų į daugelį klausimų, o epigenetika iš tikrųjų yra ankstyvoje vystymosi stadijoje. Kiekvienas eksperimentas su vaikų, turinčių modifikuotą genomą, gimimu yra didelė rizika, kuri ilgainiui gali tapti tokių vaikų, jų palikuonių ir, galbūt, visos žmogaus rūšies problema.
Tačiau šios srities technologijų pažanga, išgelbėjusi mus, tikriausiai, nuo kai kurių problemų, pridės naujų. Tobulų vaikų atsiradimas visais atžvilgiais yra dizainerių vaikai, kurie, subrendę, tampa visuomenės nariais, jau genetiniame lygmenyje gali sukelti rimtą problemą kaip gilėjančią socialinę nelygybę.
Yra dar viena problema: mes nežiūrėjome į nagrinėjamą temą vaiko akimis. Žmonės kartais linkę pervertinti mokslo galimybes, o pagunda pakeisti kruopštų savo vaiko, jo auklėjimo ir studijų poreikį apmokant sąskaitas specializuotoje klinikoje, gali būti didelė. Ką daryti, jei dizainerio vaikas, į kurį investuota tiek daug pinigų ir kuris turi tiek daug lūkesčių, šių lūkesčių nepateisins? Jei, nepaisant genuose užprogramuoto intelekto ir įspūdingos išvaizdos, jis netaps tuo, ką jie norėjo padaryti? Genai dar nėra likimas.