Iedomājieties pasauli, kurā dzīvo pārcilvēki: spēcīgi, izturīgi, gudri un nekad nav slimi. Padomājiet kaut ko no Marvel filmu valstības? Nepavisam. Ir iespējama ideāla nākotne - jums vienkārši jāpārveido savs DNS.
Pirmie ģenētiski modificētie mazuļi piedzima Ķīnā. Viņi tika mākslīgi ieņemti, un HIV nesējs kļuva par spermas donoru. Arī bērnus varēja piemeklēt briesmīga slimība. Tomēr tas nenotika - vietējie zinātnieki izslēdza gēnu, kas atbildīgs par HIV, kad auglis vēl bija embrionālā stāvoklī. Ārsti ir izmantojuši CRISPR tehnoloģiju - modernu DNS pārveidošanas metodi, kas jūs padarīs stipru, veselīgu un praktiski nemirstīgu.
Ja jums ir nauda. Daudz naudas.
Nespeciālistam saruna par genoma rediģēšanu šķiet kaut kas no zinātniskās fantastikas kategorijas. Neskatoties uz to, biologi jau ilgu laiku diskutē par CRISPR iespējām - kopš pagājušā gadsimta. Sākotnēji šī sistēma tika atklāta kā baktēriju aizsardzības mehānisms pret vīrusiem 80. gadu beigās. Tad eksperti viņā saskatīja spēju mainīt DNS.
Par patenta iegūšanu genoma atšifrēšanai ilgstoši cīnījās divas štata universitātes: Plašais institūts Masačūsetsā un Kalifornijas institūts Berklijā. Uzņēmumi iztērēja miljonus advokātiem, saprotot, ka nākotnē šis izgudrojums viņiem nesīs pasakainu peļņu. Tā rezultātā uzvarēja Plašais institūts - tas joprojām tērē tonnas dolāru genomikas projektu reklamēšanai. Viņi strādā arī pie modifikācijas Krievijā: mēs arī pētām iespēju atspējot tādus nevēlamus gēnus kā HIV infekcija.
Turklāt krievu speciālisti varētu būt pirmie, kas audzina ĢMO bērnus, ja viņi to vēlas. “Tehniski mūsu grupa varētu būt pārstādījusi embrijus jau 2018. gada februārī, un tad mūsu ģenētiski modificētais bērns būtu dzimis agrāk. Bet mums nebija šī mērķa. Mana komanda arī dzemdēs šādu bērnu, mēs vienkārši ejam uz to lēnām, atkārtoti pārbaudot tehnoloģiju drošību, - intervijā republikai sacīja ģenētiķis Deniss Rebrikovs. Kopumā genoma maiņa nav fantāzija, bet gan realitāte, tā drīz klauvē pie mūsu durvīm. Bet vai tas ir bīstams? Ētiski?
Reklāmas video:
Kādas ir sekas?
Dr Sandy Macra, biotehnoloģiju uzņēmuma Sangamo Therapeutics prezidents, kurš veic DNS mainīšanas eksperimentus, aprakstīja procesu. “Mēs sagriežam jūsu DNS, atver to uz augšu, ievieto gēnu, sašuj. Tas kļūst par jūsu DNS daļu un paliek uz visu atlikušo dzīvi."
CRISPR darbojas trīs posmos. Pirmais solis. Vīrusa DNS tiek iegaumēts. Tas beidzas ar savu fragmentu iegulšanu īpašā "bibliotēkā". Turpmākā transkripcija ir RNS sintēze DNS šablonā.
Otrā fāze. Sekundārā ievadīšana vīrusa DNS šūnā un vīrusa DNS atpazīšana. Vīrusa DNS tiek "noskenēta", un enzīms vīrusa DNS ievieš dubultā virknes pārtraukumu.
Trešais posms. Tas sastāv no nehomoloģiska galu sašūšanas - tas nozīmē, ka spraugas galus sašuj kopā "pēc nejaušības principa", bieži ieviešot mutācijas. Tieši šīs mutācijas izraisa vīrusu ģenētiskās mašīnas "izslēgšanu".
2017. gadā 44 gadus vecajam pavāram Braienam Madevam tika veikta DNS rediģēšanas operācija. Braiens cieta no Hantera sindroma - iedzimtas metabolisma slimības, kas izraisa daudzas orgānu patoloģijas. Šī slimība biežāk sastopama zēniem, un to izraisa ģenētiska mutācija. Cilvēki mirst no smagām Hantera sindroma formām pusaudža gados. Madew bija paveicies izdzīvot, bet arī viņam tika veiktas 26 operācijas un viņam bija problēmas ar dzirdi, redzi, elpošanas ceļiem, žultspūsli un kauliem. DNS rediģēšana nav kompensējusi slimības nodarīto kaitējumu. Bet tas apturēja viņa progresu un izglāba vīrieti no ikdienas dārgu narkotiku injekcijām.
Tiesa, šodien šāda operācija nav panaceja, bet drīzāk loterija: zinātnieki spēlējas ar Mātes Dabu, un visus riskus nav iespējams pilnībā nosvērt. Genoma rediģēšanas sekas ir neatgriezeniskas. "Kad mēs atkārtoti pārliecināsimies, ka genoma rediģēšanas tehnoloģija ir pietiekami precīza" kaujas "lietošanai, mēs to varēsim izmantot medicīniskiem mērķiem," saka Deniss Rebrikovs. Jāsaka, Madeja gadījums līdz šim ir bijis ārkārtējs. Sangamo Therapeutics turpina pētījumus.
Nākotnē, izmantojot CRISPR metodi, ir iespējams ārstēt citas ģenētiskas slimības - hemofiliju, leikēmiju, cistisko fibrozi.
Vēl viena problēma: rediģēšana var izraisīt nevēlamu rīcību citos gēnos. Piemēram, pacienti tika ievietoti ar svešu fragmentu, un pēc tam viņiem attīstījās leikēmija - iejaukšanās ar vietējo DNS aktivizēja vēža gēnu.
Tajā pašā laikā iejaukšanās genomā ir arī ētiski pretrunīga procedūra. Vai CRISPR novedīs pie sociālas šķelšanās? 2017. gada novembrī patriarhs Kirils atvēra XXI Pasaules krievu tautas padomi. Tur viņš runāja par medicīnas tehnoloģiju attīstību. Patriarha vārdus citē TASS:
Ir dzirdamas balsis par to, ka mūsdienu tehnoloģijas spēj radīt mākslīgo intelektu un mākslīgos orgānus, ka drīz būs iespējams modernizēt mūsu prātu un ķermeni, lai rastos jaunas radības. Mūsdienās ticība tehnoloģijai ir tāda pati kā pārliecība par progresu; tā ir sava veida kvazi-reliģija. Ātrās medicīnas un ģenētisko tehnoloģiju attīstība tiek uzskatīta par nopietnu izaicinājumu. Futurologi jau paredz gaidāmo cilvēces noslāņošanos divās rasēs. Daži prognozē virslīgas varenību, bet citi - padoto likteni. Maskavas un visas Krievijas patriarhs Kirils
Tajā pašā laikā patriarhs atzīmēja, ka uzlabotā biotehnoloģija pati par sevi nav ļauna, ja tās ir "pieejamas ne tikai turīgiem sabiedrības pārstāvjiem". Tomēr nevar izslēgt iespēju, ka konservatīvie pilsoņi Krievijas Pareizticīgās Baznīcas vadītāja vārdos var dzirdēt tikai pamudinājumu aizliegt.
Rietumu sabiedrība arī joprojām ir atturīga no graujošām tehnoloģijām. Piemēram, vadošie zinātniskie žurnāli Science and Nature ētisku apsvērumu dēļ nepublicēja ķīniešu zinātnieku pētījumu no Sun Yatsen Universitātes Guangžou. Ķīnieši bija pirmie pasaulē, kas modificēja embriju DNS, kas ir aizliegts Amerikas Savienotajās Valstīs un vairākās Rietumu valstīs. Eiropā notiek arī debates par morāli. Tomēr Staņislavs Buševs uzskata, ka šie ierobežojumi ir īslaicīgi.
Īsi pirms viņa nāves Stefans Hokings pauda bažas: nākotnē pasauli valdīs supercilvēki ar fenomenālu atmiņu un intelektu, izturīgiem pret slimībām, spēcīgiem un izturīgiem. Fiziķis uzskatīja, ka parastie cilvēki nespēs ar viņiem konkurēt un burtiski kļūs par otro klasi.
Iespējams, ka tādas tehnoloģijas kā CRISPR var sadalīt sabiedrību kastās. Galu galā tikai sabiedrības elite var atļauties šādu procedūru. Arī tagad bērnam no nabadzīgas ģimenes ir grūti konkurēt ar bērnu no bagātas ģimenes - sākuma apstākļi ir pārāk atšķirīgi.
Kas notiks, kad cilvēki ar naudu kļūs burtiski gudrāki, veselīgāki un skaistāki?
Eksperti apliecina: notiks maiņa, taču ir iespēja izvairīties no sociālās spriedzes. Piemēram, saskaņā ar Jevgeņiju Bykovu, ģenētiskās izmaiņas būs atvērtas ikvienam, tās vienkārši būs atšķirīgas kvalitātes.
Staņislavam Bušuevam ir atšķirīgs viedoklis. Viņš uzskata, ka "radīsies nevienlīdzība, kā tas vienmēr notiek ar jebkuru būtisku pasaules pārdali". Turklāt, pēc bioloģijas filozofa domām, mainīsies pati ideja par nevienlīdzību. “Plakanās distopijas attēlo atjaunotus un gudrākus nemirstīgus bagātus cilvēkus, reproducējot pašreizējo nevienlīdzību. Tā kā - tas ir svarīgi - principā mēs runājam par jaunu vienlīdzības un nevienlīdzības līniju iezīmēšanu mūsu realitātes kartē,”skaidro Buševs.
Tas sniegs neparedzētus veidus, kā gūt peļņu no DNS rediģēšanas. Kā būtu lēti izlaist, teiksim, nelielu izaugsmi, bet pēc tam katru gadu atjaunot licenci? Uzplauks arī jauns bizness - mainot genomu mājās.
Transhumanistiskais zinātnieks prognozē nenovēršamu "biosubkultūru" parādīšanos. Cilvēkus apvienos ne tikai viņu profesija vai intereses, bet arī jaunināšanas kategorija viņu ķermenī. Iztēle zīmē attēlus no Deus Ex, un tā tas arī būs, saka Jevgeņijs Bykovs.
Galu galā cilvēks tiecas pēc vienas lietas - kļūt nemirstīgs. Ģenētiķis Džordžs Baznīca sacīja, ka nākotnē ir iespējams izveidot šūnas, kas ir imūnas pret gandrīz visu zināmo vīrusu iedarbību. Pēc viņa domām, cilvēki kļūs imūni pret radiāciju, novecošanās, saaukstēšanās, vēzis un citas slimības izzudīs. Baznīca prognozē, ka tā būs pieejama pēc desmit gadiem. Turklāt biologs ir pārliecināts, ka vecumdienas ir kaite, ar kuru arī var cīnīties.
Tomēr zinātnieku aprindām ir atšķirīgs viedoklis - Starptautiskajā slimību klasifikācijā nav “novecošanās”. Tas nozīmē, ka ir aizliegts pārbaudīt narkotikas "vecumdienām". Varbūt DNS inženierija to izlabos?
Tātad nemirstība mūs vēl neapdraud - labākajā gadījumā mēs dzīvosim ilgāk. Bet iejaukšanās genomā novedīs pie jauniem cilvēces standartiem, ļaus ātrāk domāt un mazāk saslimt. Protams, ja par to ir nauda.
Neparasti gēnu inženierijas izgudrojumi
Sintētiskās bioloģijas jomā strādājošie bioloģijas zinātnieki ir izgudrojuši jaunu slimību ārstēšanas veidu. Viņi izveidoja eksplodējošas baktērijas: E.coli šūna, nonākot saskarē ar noteiktām patogēnām šūnām, eksplodēs, nogalinot gan patogēnu, gan pats sevi.
Dienvidkorejas zinātnieki gēnu inženierijas jomā ir pielēmuši objektu īpašumus mirdzēt tumsā. Viņi izveidoja fluorescējošus transgēnus kucēnus, kurus izmantoja par modeļiem cilvēku slimību simulēšanai. Klonējot, zinātnieki izmantoja paņēmienus, kurus nākotnē varētu izmantot, lai izstrādātu zāles cilvēku slimībām.
Amerikas Savienoto Valstu zinātnieki ir izstrādājuši metodi malārijas un tropu drudža izplatības apkarošanai. Viņiem ir modificēti transgēnie odi, kas dzīvo ilgāk un ir izturīgi pret malāriju.
Pašlaik zinātnieki ne tikai modificē dzīvniekus. Tātad, Dr Jane Medford izstrādā mīnu detektoru rūpnīcas. Šādi augi kļūst balti, saskaroties ar sprāgstvielām un dabīgiem piesārņotājiem.
Vēl viens gēnu inženierijas sasniegums ir zīdtārpiņa zirneklis. Zinātnieki ir apvienojuši zīdtārpiņa gēnus ar zirnekļa gēniem, lai izveidotu zirnekļa zīdu, kas pat izstiepjot ir stiprāks par tēraudu.
Neparastu biometrisko konstrukciju izveidoja Hārvardas biofiziķis Keits Pārkers. Viņš apvienoja žurku muskuļu šūnas un elastīgo želejveida bāzi, lai izveidotu mākslīgo medūzu. Medusoīds, ievietots akvārijā ar diviem elektrodiem, sašaurināja muskuļu šūnas un peldēja uz priekšu. Šim pētījumam ir liela nozīme bioloģijā un tiek izstrādāta metodoloģiskā bāze mākslīgo orgānu radīšanai cilvēkiem nākotnē.
Āršūnu matrica var palīdzēt cilvēkiem atjaunot zaudētās ķermeņa daļas. Jauno pieeju izvēlējās Stefans Volfs, karavīram iepludinot nelielu cūkas urīnpūšļa gabalu, kurš sprādzienā zaudēja vairāk nekā 70% savas ekstremitātes. Āršūnu matrica pamodina spēju pašdziedināties cilvēka ķermenī. Eksperimenta rezultātā karavīrs Isaias Hernandezs reģenerēja lielāko daļu kājas un atjaunoja tās spēku, lai gan sākotnēji ārsti ieteica viņam pilnībā amputēt ekstremitāti.