Kopier og indsæt - et skridt mod menneskeligt design

I 30'erne beskrev Aldous Huxley i sin berømte roman Brave New World den såkaldte genetiske udvælgelse af fremtidige medarbejdere – specifikke mennesker, baseret på en genetisk nøgle, vil blive tildelt bestemte sociale funktioner.

Huxley skrev om "afsmagning" af børn med ønskede træk i udseende og karakter, idet han tog hensyn til både selve fødselsdagene og den efterfølgende tilvænning til livet i et idealiseret samfund.

"At gøre mennesker bedre er sandsynligvis den største industri i det XNUMX. århundrede," forudser han. Yuval Harari, forfatter til den nyligt udgivne bog Homo Deus. Som en israelsk historiker bemærker, fungerer vores organer stadig på samme måde hver 200. XNUMX. mange år siden. Han tilføjer dog, at et solidt menneske kan koste ret meget, hvilket vil bringe social ulighed til en helt ny dimension. "For første gang i historien kan økonomisk ulighed også betyde biologisk ulighed," skriver Harari.

En gammel drøm for science fiction-forfattere er at udvikle en metode til hurtig og direkte "indlæsning" af viden og færdigheder ind i hjernen. Det viser sig, at DARPA har iværksat et forskningsprojekt, der har til formål at gøre netop det. Program kaldet Målrettet neuroplasticitetstræning (TNT) har til formål at fremskynde processen med at erhverve ny viden af ​​sindet gennem manipulationer, der drager fordel af synaptisk plasticitet. Forskerne mener, at man ved at neurostimulere synapserne kan skifte til en mere regulær og velordnet mekanisme til at skabe de forbindelser, som er videnskabens essens.

Modelrepræsentation af målrettet neuroplastisk træning

CRISPR som MS Word

Selvom dette i øjeblikket virker upålideligt for os, er der stadig rapporter fra videnskabens verden om det dødens afslutning er nær. Selv tumorer. Immunterapi, ved at udstyre cellerne i patientens immunsystem med molekyler, der "matcher" kræft, har været meget vellykket. I løbet af undersøgelsen forsvandt symptomerne hos 94% (!) af patienter med akut lymfatisk leukæmi. Hos patienter med tumorsygdomme i blodet er denne procentdel 80%.

Og dette er kun en introduktion, for dette er et rigtigt hit fra de seneste måneder. CRISPR-genredigeringsmetode. Dette alene gør processen med genredigering til noget, som nogle sammenligner med tekstredigering i MS Word - en effektiv og relativt enkel operation.

CRISPR står for det engelske udtryk ("akkumulerede regelmæssigt afbrudte palindromiske korte gentagelser"). Metoden består i at redigere DNA-koden (skære ødelagte fragmenter ud, erstatte dem med nye eller tilføje DNA-kodefragmenter, som det er tilfældet med tekstbehandlingsprogrammer) for at genoprette celler ramt af kræft, og endda fuldstændig ødelægge kræft, eliminere det fra celler. CRISPR siges at efterligne naturen, især den metode, som bakterier bruger til at forsvare sig mod angreb fra vira. Men i modsætning til GMO'er resulterer ændringer i gener ikke i gener fra andre arter.

Historien om CRISPR-metoden begynder i 1987. En gruppe japanske forskere opdagede derefter flere ikke særlig typiske fragmenter i bakteriegenomet. De var i form af fem identiske sekvenser, adskilt af helt forskellige sektioner. Forskerne forstod ikke dette. Sagen fik kun mere opmærksomhed, da lignende DNA-sekvenser blev fundet i andre bakteriearter. Så i cellerne skulle de tjene noget vigtigt. I 2002 Ruud Jansen fra University of Utrecht i Holland besluttede at kalde disse sekvenser CRISPR. Jansens team fandt også ud af, at de kryptiske sekvenser altid var ledsaget af et gen, der koder for et enzym kaldet Ca9som kan skære DNA-strengen over.

Efter et par år fandt forskerne ud af, hvad funktionen af ​​disse sekvenser er. Når en virus angriber en bakterie, griber Cas9-enzymet dets DNA, skærer det og komprimerer det mellem identiske CRISPR-sekvenser i bakteriegenomet. Denne skabelon vil være nyttig, når bakterierne igen angribes af samme type virus. Så vil bakterierne straks genkende det og ødelægge det. Efter flere års forskning har forskere konkluderet, at CRISPR i kombination med Cas9-enzymet kan bruges til at manipulere DNA i laboratoriet. Forskningsgrupper Jennifer Doudna fra University of Berkeley i USA og Emmanuelle Charpentier fra Umeå Universitet i Sverige meddelte i 2012, at bakteriesystemet, når det modificeres, tillader det redigering af ethvert DNA-fragment: du kan skære gener ud af det, indsætte nye gener, slå dem til eller fra.

Selve metoden, kaldet CRISPR-Cas9, virker det ved at genkende fremmed DNA gennem mRNA, som er ansvarlig for at bære genetisk information. Hele CRISPR-sekvensen opdeles derefter i kortere fragmenter (crRNA), der indeholder det virale DNA-fragment og CRISPR-sekvensen. Baseret på denne information indeholdt i CRISPR-sekvensen skabes tracrRNA, som er knyttet til crRNA'et dannet sammen med gRNA, som er en specifik registrering af virussen, dens signatur huskes af cellen og bruges i kampen mod virussen.

I tilfælde af infektion binder gRNA, som er en model af den angribende virus, sig til Cas9-enzymet og skærer angriberen i stykker, hvilket gør dem helt uskadelige. De afskårne stykker føjes derefter til CRISPR-sekvensen, en speciel trusseldatabase. I løbet af den videre udvikling af teknikken viste det sig, at en person kan skabe gRNA, som giver dig mulighed for at forstyrre gener, erstatte dem eller skære farlige fragmenter ud.

Sidste år begyndte onkologer ved Sichuan University i Chengdu at teste en genredigeringsteknik ved hjælp af CRISPR-Cas9-metoden. Dette var første gang, denne revolutionerende metode blev testet på en person med kræft. En patient, der led af aggressiv lungekræft, modtog celler, der indeholdt modificerede gener for at hjælpe ham med at bekæmpe sygdommen. De tog celler fra ham, skar dem ud for et gen, der ville svække hans egne cellers virkning mod kræft, og indsatte dem tilbage i patienten. Sådanne modificerede celler burde bedre kunne klare kræft.

Denne teknik har, udover at være billig og enkel, en anden stor fordel: modificerede celler kan testes grundigt før genintroduktion. de modificeres uden for patienten. De tager blod fra ham, udfører passende manipulationer, vælger de passende celler og injicerer først derefter. Sikkerheden er meget højere, end hvis vi fodrer sådanne celler direkte og venter på, hvad der sker.

altså et genetisk programmeret barn

Hvad kan vi ændre fra Genteknologi? Det viser sig meget. Der er rapporter om, at denne teknik bliver brugt til at ændre DNA'et af planter, bier, svin, hunde og endda menneskelige embryoner. Vi har information om afgrøder, der kan forsvare sig mod angribende svampe, om grøntsager med langvarig friskhed eller om husdyr, der er immune over for farlige vira. CRISPR har også gjort det muligt at arbejde med at modificere myg, der spreder malaria. Ved hjælp af CRISPR var det muligt at indføre et mikrobielt resistensgen i disse insekters DNA. Og på en sådan måde, at alle deres efterkommere arver det – uden undtagelse.

Men letheden ved at ændre DNA-koder rejser mange etiske dilemmaer. Selvom der ikke er nogen tvivl om, at denne metode kan bruges til at behandle kræftpatienter, er den noget anderledes, når vi overvejer at bruge den til at behandle fedme eller endda blonde hårproblemer. Hvor skal man sætte grænsen for interferens i menneskelige gener? Ændring af patientens gen kan være acceptabel, men ændring af generne i embryonerne vil også automatisk blive givet videre til næste generation, som kan bruges til det gode, men også til skade for menneskeheden.

I 2014 annoncerede en amerikansk forsker, at han havde modificeret vira til at injicere elementer af CRISPR i mus. Der blev det dannede DNA aktiveret, hvilket forårsagede en mutation, der forårsagede den menneskelige ækvivalent til lungekræft... På lignende måde ville det teoretisk være muligt at skabe biologisk DNA, der forårsager kræft hos mennesker. I 2015 rapporterede kinesiske forskere, at de havde brugt CRISPR til at modificere gener i menneskelige embryoner, hvis mutationer fører til en arvelig sygdom kaldet thalassæmi. Behandlingen har været kontroversiel. De to vigtigste videnskabelige tidsskrifter i verden, Nature og Science, har nægtet at offentliggøre kinesernes arbejde. Det dukkede endelig op i Protein & Cell magazine. Der er i øvrigt oplysninger om, at mindst fire andre forskningsgrupper i Kina også arbejder med genetisk modifikation af menneskelige embryoner. De første resultater af disse undersøgelser er allerede kendt - videnskabsmænd har indsat et gen i embryonets DNA, der giver immunitet mod HIV-infektion.

Mange eksperter mener, at fødslen af ​​et barn med kunstigt modificerede gener kun er et spørgsmål om tid.