Nav noslēpums, ka bioloģijas, medicīnas, lauksaimniecības un daudzu citu zinātņu un nozaru nākotne ir saistīta ar gēnu inženierijas attīstību. Viena no daudzsološākajām tehnoloģijām šajā jomā tiek uzskatīta par gēnu rediģēšanu - CRISPR.
Iepazīsimies: CRISPR
Pirmo reizi viņi sāka runāt par jauno tehnoloģiju 1987. gadā, kad japāņu zinātnieki atrada atkārtotas nezināma mērķa secību grupas E. coli DNS. Viņus sauca par sarežģītiem: īsi palindromiski (lasiet vienādi abos virzienos) atkārtojumi, regulāri sakārtoti grupās (kopu regulārie starpsezonu īsie palindromiskie atkārtojumi).
Kāpēc šie fragmenti ir nepieciešami, tas kļuva skaidrs tikai pēc desmit gadiem. Izrādījās, ka palindromiski atkārtojumi, būdami imūnsistēmas daļa, glabā “izgrieztu” vīrusu ģenētisko materiālu, ar kuru iepriekš saskārušās baktērijas. Jauna vīrusa uzbrukuma gadījumā šī "datu bāze" palīdz šūnai ātrāk atpazīt ienaidnieku un attiecīgi to ātrāk iznīcināt.
Šis atklājums neradīja lielu interesi plašākā zinātnieku aprindās, kamēr Kalifornijas universitātes biologi Dženifera Doudna un Emmanuelle Charpentier neizdomāja, ka vīrusu atpazīšanas un iznīcināšanas mehānismu var kontrolēt. Kā atklājuma autori uzsvēra zinātniskā publikācijā 2012. gadā, mākslīgi ieviešot noteiktu DNS fragmentu “datu bāzē”, jebkuru izvēlēto genomu ir iespējams sagriezt jebkur. Gadu vēlāk tika sperts nākamais solis: šūnā, kas atkopās pēc griešanas, tika ievadīts DNS gabals, kas malās sakrita ar sagriezto hromosomu. Tajā pašā laikā jebkas varētu būt pa vidu - šūna neatzina aizstāšanu un mierīgi iebūvēja “Trojas zirgu” savā struktūrā.
Tādējādi cilvēce saņēma CRISPR - genoma manipulācijas tehnoloģiju, kas pieejamības, precizitātes un efektivitātes ziņā pārspēj visas iepriekšējās. Šīs tehnikas potenciāls ir tāds, ka zinātnieki cer to izmantot, lai atrisinātu dažas pasaules globālās problēmas.
Reklāmas video:
Pietiekamu ēdienu visiem
Piemēram, CRISPR varētu neatgriezeniski novērst pārtikas trūkuma draudus, pārceļot lauksaimniecību un pārtikas pārstrādi pilnīgi jaunā līmenī. Eksperimenti šajā virzienā jau notiek.
Kalifornijas universitātē Bērklijā tiek izstrādāts tāds kakao pupiņu veids, kas nebaidīsies no slimībām un sēnīšu infekcijām. DuPont Pioneer, kura galvenā mītne atrodas De Moinesā, Aiovā, ir paziņojis, ka 2020. gadā laidīs klajā pārskatītu kukurūzas hibrīdu. Un ķīniešu zinātniekiem jau ir izdevies izmantot CRISPR, lai palielinātu rīsu ražu, un tajā pašā laikā ir izstrādājuši aukstumizturīgu cūku šķirni, kas lieliski darbojas cūkgaļās bez sildīšanas.
Izmantojot CRISPR tehnoloģiju, es varu pārliecināties, ka tēviņi vairs nepiedzimst moskītu populācijā. Pat Bils Geitss ar to ieinteresējās: viņš ierosināja zinātniekiem augos ieviest dabiskos pesticīdus un herbicīdus, kam vajadzētu palielināt ražu un labāk tos uzglabāt, un pat samazināt stādīšanas uzturēšanas izmaksas.
Varbūt vienīgais, kas neļauj ģenētiski modificētiem produktiem pārņemt plauktus veikalos un mūsu ledusskapjos, ir sabiedriskā doma. Cilvēki baidās no produktiem, kas, viņuprāt, ir nedabiski, un ir gatavi maksāt pārmērīgas cenas par tā saukto dabisko pārtiku, kas audzēta bez ķīmiskām piedevām vai citas iejaukšanās. Tomēr nesenais Pēterburgas Valsts universitātes un Strasbūras Molekulārās bioloģijas institūta zinātnieku grupas atklājums var satricināt pārliecību par to, kas uzskatāms par dabisku un dabisku. Izpētījuši vairākus simtus augu sugu, viņi atklāja ģenētiski modificētus organismus, ko radījusi pati daba. Starp tiem bija tabakas, saldo kartupeļu, zemesriekstu, valriekstu, tējas, dzērveņu, apiņu, tuvākie radinieki … Kā uzsvēra atklājuma līdzautors,Profesore Tatjana Matveeva: "Mūsu pētījumi parādīja, ka cilvēce visā tās vēsturē ir pastāvīgi saskārusies ar ĢMO."
Slimības tiks izārstētas pirms dzimšanas
Bet ārsti izrādīja daudz lielāku interesi par jauno tehniku. Patiešām, nevienā citā nozarē gēnu rediģēšana nevarētu būt tik izplatīta un tikpat izdevīga kā medicīnā.
Pasaulē pirmais mēģinājums rediģēt pieauguša cilvēka genomu tika veikts 2017. gadā Kalifornijā. Eksperimentā piekrita piedalīties 44 gadus vecajam Braienam Mado, kurš cieš no II tipa mukopolisaharidozes (Hantera sindroma), kura dēļ viņam jau ir veiktas 26 operācijas. Vīrietis gatavojās apprecēties un dzīvot pēc iespējas ilgāk ar savu izredzēto, tāpēc izlēma par neparastu ārstēšanu: iegūt trūkstošo gēnu. Ja tas izdotos, vairāk nekā 10 tūkstoši cilvēku varētu atrast cerības uz atveseļošanos (tas ir, cik daudziem cilvēkiem uz Zemes ir Hantera sindroms). Diemžēl ārstu aprēķini nebija pamatoti, un medicīnā nebija atklājumu.
Daudz efektīvāka bija ietekme uz joprojām attīstītā organisma genomu, ko veica zinātnieks no Ķīnas Jiankui He. Pērn novembrī viņš šokēja pasauli ar paziņojumu par pirmo dzimuma rediģēto bērnu - dvīņu meiteņu Lulu un Nana - dzimšanu. Mākslīgā mutācija padarīja viņus imūno pret HIV. Tika nolemts ķerties pie rediģēšanas, jo meitenes tēvs, kura vārds ir paslēpts aiz pseidonīma Marks, ir inficēts.
Vairākas klīnikas, kas specializējas auglības problēmās, nekavējoties izrādīja interesi par ķīniešu zinātnieka projektu: to vadītāji pamatoja, ka daudzi vecāki vēlas dot savus pēcnācējus ar izturību pret "20. gadsimta mēru". Bet ar gēnu rediģēšanas palīdzību ir iespējams izglābt cilvēci ne tikai no HIV, bet arī no sirpjveida šūnu anēmijas, krūts un olnīcu vēža un daudzām citām nopietnām slimībām.
Bumbu no Viņa jau ir pārtvēris akadēmiķa V. I. nosauktā Maskavas Dzemdniecības, ginekoloģijas un perinatoloģijas zinātniskā centra darbinieks. Kulakova Deniss Rebrikovs. Viņš gatavojas rediģēt piecu iedzimtu nedzirdīgo pāru apaugļoto embriju genomu, lai bērni neiemantotu viņu vecāku problēmu. Deniss Rebrikovs jau ir sācis darbu: viņš veic ģenētisko rediģēšanu olās, kas ņemtas no sievietes ar normālu dzirdi - tas ir nepieciešams, lai izpētītu un novērstu iespējamās blakusparādības. Eksperimentu rezultātus Rebrikovs solīja publicēt. Līdz šim viens no iespējamiem pieciem precētiem pāriem ir devis piekrišanu piedalīties turpmākajos eksperimentos.
"Mākslīgu" cilvēku civilizācija?
Zinātniskā pasaule un plaša sabiedrība ir atturīga pret embriju rediģēšanu. Pionieris Jiankui He tika īpaši kritizēts. Kāds runāja par eksperimentu nepieņemamību ar cilvēkiem, kāds teica, ka CRISPR tehnoloģija vēl nav izstrādāta un tāpēc ir nedroša. Bet viens no galvenajiem, kaut arī tas netiek pausts, iemesliem ir tāds, ka ir tikai viens solis no iejaukšanās embrija genomā terapeitiskos nolūkos līdz "dizaineru mazuļu" radīšanai ar skaidri noteiktiem izskata, intelekta, psihotipa parametriem … Un tas, kā saka, pavisam cits stāsts, kurā līdz šim ir vairāk jautājumu nekā atbilžu.
Ko darīt, ja vecāki vēlas “pieregulēt” nedzimušo bērnu pilnīgi maldīgā veidā - dot viņam Maikla Džeksona vaibstus vai audzēt eņģeļa spārnus uz muguras? Kas aizstāvēs nedzimušo bērnu tiesības būt pašiem? Vai “mākslīgos” cilvēkus uzskatīs par pilntiesīgiem sabiedrības locekļiem? Ja sākumā ģenētiskais dizains nav pieejams visiem, vai tas nenovedīs pie sabiedrības dalīšanas “uzlabotos” bagātajos un dabiskajos (lasīt - “sliktākajos”) nabadzīgajos? Vai kastes, kas sākotnēji bija paredzētas konkrēta darba veikšanai, piemēram, Aldous Huxley filmā Brave New World?
Vienīgais, ko tagad var pateikt, ir tas, ka mazuļi "dizainera" joprojām ir fantāzija. Pašreizējais ģenētiskās tehnoloģijas līmenis neļauj pareizi pielāgot daudzus gēnus, kas ir atbildīgi par intelektu, piemērotību mūzikai vai gleznošanai, fizisko izturību un izturību. Tomēr nav šaubu, ka pienāks diena, kad tas būs iespējams. Un tad mūsu pēcnācējiem būs jāatrisina nepārspējamas ētiskas problēmas, jāsastāda jauni likumi un jādzīvo saskaņā ar tiem sabiedrībā, kas tagad ir pilnīgi neiedomājama, rediģēta gēnu līmenī.
Žurnāls: 20. gadsimta noslēpumi №51. Autore: Svetlana Yolkina