Daudzi no mums piedzimst ar īpašībām, kas palīdz labāk konkurēt sabiedrībā: skaistums, inteliģence, iespaidīgs izskats vai fizisks spēks. Sakarā ar sasniegumiem ģenētikā, šķiet, ka drīz mēs varēsim piekļūt kaut kam, kas iepriekš nebija pakļauts, - "projektēt" cilvēkus jau pirms viņu dzimšanas. Jautāt par nepieciešamajām īpašībām, ja tās nedod daba, iepriekš nosakot dzīvē tik nepieciešamās iespējas. Mēs to darām ar automašīnām un citiem nedzīviem priekšmetiem, taču tagad, kad cilvēka genoms ir dekodēts un mēs jau mācāmies to rediģēt, šķiet, ka mēs tuvojamies tā dēvēto "dizaineru", "projicēto" bērnu parādīšanās. Vai tas tā šķiet, vai drīz tas kļūs par realitāti?
Lulū un Nana no Pandoras lādes
Pirmo bērnu ar modificētu genomu piedzimšana 2019. gada beigās izraisīja nopietnu rezonansi zinātnieku aprindās un sabiedrības vidū. Viņš Jiankui, Ķīnas Dienvidu Zinātnes un tehnoloģijas universitātes (SUSTech) biologs - 2018. gada 19. novembrī, otrās starptautiskās samita priekšvakarā par cilvēku genoma rediģēšanu Honkongā, intervijā Associated Press paziņoja par pirmo bērnu piedzimšanu ar rediģētu genomu.
Dvīņu meitenes ir dzimušas Ķīnā. Viņu vārdi, kā arī vecāku vārdi netika izpausti: pirmie “ĢMO bērni” uz planētas ir pazīstami kā Lulu un Nana. Pēc zinātnieka domām, meitenes ir veselīgas, un iejaukšanās viņu genomā ir padarījusi dvīņus neaizsargātus pret HIV.
Notikums, kas, kā jau minēts, var šķist jauns solis cilvēces vai vismaz medicīnas attīstībā, zinātnieka kolēģos neizraisīja pozitīvas emocijas. Gluži pretēji, viņš tika nosodīts. Ķīnas valdības aģentūras sāka izmeklēšanu, un visi eksperimenti ar cilvēka genomu valstī tika uz laiku aizliegti.
Viņš Jiankui.
Eksperiments, kuru sabiedrība nenovērtēja, bija šāds. Zinātnieks paņēma spermu un olšūnas no nākamajiem vecākiem, veica in vitro apaugļošanu ar viņiem, viņš rediģēja iegūto embriju genomus, izmantojot CRISPR / Cas9 metodi. Pēc tam, kad embriji tika implantēti sievietes dzemdes apvalkā, meiteņu topošā māte nebija inficēta ar HIV - atšķirībā no tēva, kurš bija vīrusa nesējs.
Reklāmas video:
Tika rediģēts CCR5 gēns, kas kodē membrānas proteīnu, ko cilvēka imūndeficīta vīruss izmanto, lai iekļūtu šūnās. Ja tas tiek modificēts, persona ar šādu mākslīgu mutāciju būs izturīga pret inficēšanos ar vīrusu.
Lulū un Nana.
Mutāciju, kuru Viņš Jiankui mēģināja radīt mākslīgi, sauc par CCR5 Δ32: tā ir sastopama arī dabā, bet tikai dažiem cilvēkiem, un jau sen ir piesaistījusi zinātnieku uzmanību. Eksperimenti ar pelēm 2016. gadā parādīja, ka CCR5 Δ32 ietekmē hipokampa darbību, ievērojami uzlabojot atmiņu. Tās nesēji ir ne tikai imūni pret HIV, bet arī ātrāk atgūstas pēc insulta vai traumatiskas smadzeņu traumas, viņiem ir labākas atmiņas un mācīšanās spējas nekā “parastajiem” cilvēkiem.
Tomēr līdz šim neviens zinātnieks nevar garantēt, ka CCR5 Δ32 nerada nezināmus riskus un ka šādas manipulācijas ar CCR5 gēnu neradīs negatīvas sekas mutācijas nesējam. Tagad ir zināmas vienīgās šādas mutācijas negatīvās sekas: tā īpašnieku organisms ir vairāk uzņēmīgs pret Rietumnīlas drudzi, taču šī slimība ir diezgan reti sastopama.
Tikmēr universitāte, kurā strādāja ķīniešu zinātnieks, ir atteikusies no tās darbinieka. Alma mater paziņoja, ka viņi nezina par He Jiankui eksperimentiem, kurus viņi sauca par rupjiem ētikas principu un zinātniskās prakses pārkāpumiem, un viņš ar tiem nodarbojās ārpus iestādes sienām.
Jāatzīmē, ka pats projekts nesaņēma neatkarīgu apstiprinājumu un neizturēja salīdzinošo pārskatīšanu, un tā rezultāti netika publicēti zinātniskos žurnālos. Viss, kas mums ir, ir tikai zinātnieka paziņojumi.
Viņš Jiankui darbs pārkāpa starptautisko moratoriju šādiem eksperimentiem. Aizliegums likumdošanas līmenī ir noteikts gandrīz visās valstīs. Ģenētiķa kolēģi ir vienisprātis, ka CRISPR / Cas9 genomiskās rediģēšanas tehnoloģijas izmantošana cilvēkiem rada milzīgu risku.
Bet kritikas galvenais punkts ir tas, ka ķīniešu ģenētiķa darbā nav nekā novatoriska: neviens iepriekš nav veicis šādus eksperimentus, jo baidās no neparedzamām sekām, jo mēs nezinām, kādas problēmas modificētie gēni var radīt to nesējiem un pēcnācējiem.
Kā savā Twitter kontā teica britu ģenētiķe Maryam Khosravi: "Ja mēs kaut ko varam izdarīt, tas nenozīmē, ka mums tas būtu jādara."
Starp citu, 2018. gada oktobrī, pat pirms šokējošā ķīniešu zinātnieka paziņojuma, krievu ģenētiķi no Kulakova vārdā nosaukta Nacionālā medicīnas dzemdību, ginekoloģijas un perinatoloģijas centra arī paziņoja par veiksmīgu CCR5 gēna maiņu, izmantojot CRISPR / Cas9 genomisko redaktoru un iegūstot embrijus, uz kuriem neattiecas HIV ietekme. Protams, viņi tika iznīcināti, lai tas nenonāktu bērnu piedzimšanā.
40 gadus iepriekš
Ātri uz priekšu četras desmitgades. 1978. gada jūlijā Luīze Brauna piedzima Lielbritānijā - pirmais bērns, kurš piedzima apaugļošanas in vitro rezultātā. Tad viņas dzimšana izraisīja lielu troksni un sašutumu un devās pie "mēģenītes mazuļa" vecākiem un zinātniekiem, kuri tika saukti par "Frankenšteinas ārstiem".
Luīze Brauna. Bērnībā un tagad.
Bet, ja šie panākumi dažus izbiedēja, tas citiem deva cerību. Tātad, šodien uz planētas ir vairāk nekā astoņi miljoni cilvēku, kuri par savu dzimšanu ir parādā IVF tehniku, un daudzi no toreiz populārajiem aizspriedumiem ir izkliedēti.
Tomēr bija vēl viena problēma: tā kā IVF metode pieņem, ka “gatavs” cilvēka embrijs tiek ievietots dzemdē, pirms implantācijas to var pakļaut ģenētiskai modifikācijai. Kā redzam, pēc dažām desmitgadēm tieši tas notika.
IVF procedūra.
Tātad, vai starp abiem notikumiem - Luīzes Braunas un ķīniešu dvīņu Lulas un Nanas dzimšanu - var vilkt paralēli? Vai ir vērts apgalvot, ka Pandoras kaste ir atvērta un ļoti drīz būs iespējams "pasūtīt" bērnu, kas izveidots saskaņā ar projektu, tas ir, dizaineru. Un pats galvenais - vai mainīsies sabiedrības attieksme pret šādiem bērniem, jo tā šodien praktiski ir mainījusies pret bērniem "no mēģenes"?
Embrija selekcija vai ģenētiskā modifikācija?
Tomēr ne tikai genoma rediģēšana mūs tuvina nākotnei, kurā bērniem būs iepriekš plānotas īpašības. Lulū un Nana ir parādā savu dzimšanu ne tikai CRISPR / Cas9 gēnu rediģēšanas tehnoloģijām un IVF, bet arī embriju preimplantācijas ģenētiskajai diagnostikai (PGD). Eksperimenta laikā He Jiankui izmantoja rediģēto embriju PGD, lai noteiktu kimēriju un kļūdas ārpus mērķa.
Un, ja cilvēku embriju rediģēšana ir aizliegta, tad pirmsimplantācijas ģenētiskā diagnostika, kas sastāv no embriju secības noteikšanas dažām iedzimtām ģenētiskām slimībām, un turpmākā veselīgo embriju atlase nav. PGD ir sava veida alternatīva pirmsdzemdību diagnostikai, tikai bez nepieciešamības pārtraukt grūtniecību, ja tiek konstatētas ģenētiskas patoloģijas.
PGD laikā embriji, kas iegūti apaugļošanā in vitro, tiek pakļauti ģenētiskai pārbaudei. Procedūra ietver šūnu iegūšanu no embrijiem ļoti agrīnā attīstības stadijā un to genomu nolasīšanu. Tiek nolasīta visa DNS daļa vai tās daļa, lai noteiktu, kurus gēnu variantus tā nes. Pēc tam topošie vecāki varēs cerēt uz grūtniecību izvēlēties embrijus, kurus implantēt.
Preim. lantācijas ģenētiskā diagnoze (PGD).
Preimplantācijas ģenētisko diagnozi jau izmanto pāri, kuri uzskata, ka viņiem ir noteiktas iedzimtas slimības gēni, lai identificētu embrijus, kuriem trūkst šo gēnu. ASV šāda pārbaude tiek izmantota apmēram 5% IVF gadījumu. Parasti to veic trīs līdz piecu dienu veciem embrijiem. Šādi testi var atklāt gēnus, kas pārnēsā apmēram 250 slimības, tostarp talasēmiju, agrīnu Alcheimera slimību un cistisko fibrozi.
Bet šodien PGD nav īpaši pievilcīga tehnoloģija bērnu projektēšanai. Olu iegūšanas procedūra ir nepatīkama, rada riskus un nenodrošina nepieciešamo šūnu skaitu selekcijai. Bet viss mainīsies, tiklīdz būs iespējams iegūt vairāk olšūnu apaugļošanai (piemēram, no ādas šūnām), un tajā pašā laikā palielināsies genoma sekvencēšanas ātrums un cena.
Bioētiķis Henrijs Greelejs no Stenfordas universitātes Kalifornijā norāda: "Gandrīz viss, ko jūs varat darīt ar gēnu rediģēšanu, jūs varat darīt ar embriju atlasi."
Vai DNS ir liktenis?
Pēc ekspertu domām, nākamajās desmitgadēs attīstītajās valstīs attīstība mūsu hromosomās ierakstītā ģenētiskā koda lasīšanas tehnoloģijās arvien lielākam skaitam cilvēku dos iespēju sekvencēt savus gēnus. Bet ģenētisko datu izmantošana, lai prognozētu, kāds cilvēks kļūs par embriju, ir grūtāk, nekā izklausās.
Daudzi cilvēki uzskata, ka starp viņu gēniem un īpašībām pastāv tieša un nepārprotama saikne. Ideja par tādu gēnu esamību, kas ir tieši atbildīgi par inteliģenci, homoseksualitāti vai, piemēram, muzikālajām spējām, ir plaši izplatīta. Bet pat ar iepriekšminētā CCR5 gēna piemēru, kura izmaiņas ietekmē smadzeņu darbību, mēs redzējām, ka viss nav tik vienkārši.
Ir daudz - galvenokārt retu - ģenētisko slimību, kuras var precīzi atpazīt pēc konkrētas gēnu mutācijas. Parasti šādam gēnu sadalījumam un slimībai tiešām ir tieša saikne.
Visizplatītākās slimības vai medicīniskā nosliece - diabēts, sirds slimības vai noteikti vēži - ir saistītas ar vairākiem vai pat daudziem gēniem, un tos nevar droši paredzēt. Turklāt tie ir atkarīgi no daudziem vides faktoriem - piemēram, no cilvēka uztura.
Bet, runājot par sarežģītākām lietām, piemēram, personību un inteliģenci, šeit mēs daudz nezinām par iesaistītajiem gēniem. Tomēr zinātnieki nezaudē savu pozitīvo attieksmi. Palielinoties to cilvēku skaitam, kuru genomi ir secīgi veikti, mēs varēsim uzzināt vairāk par šo jomu.
Tikmēr Euans Birnijs, Kembridžas Eiropas Bioinformātikas institūta direktors, dodot mājienu, ka genoma dekodēšana neatbildēs uz visiem jautājumiem, atzīmē: "Mums jāatturas no domas, ka jūsu DNS ir jūsu liktenis"
Diriģents un orķestris
Tomēr tas vēl nav viss. Par mūsu inteliģenci, raksturu, ķermeņa uzbūvi un izskatu ir atbildīgi ne tikai gēni, bet arī epigēni - specifiski tagi, kas nosaka gēnu aktivitāti, bet neietekmē primāro DNS struktūru.
Ja genoms ir mūsu organisma gēnu kopums, tad epigenoms ir tagu kopums, kas nosaka gēnu aktivitāti, sava veida regulējošu slāni, kas it kā atrodas genoma augšpusē. Reaģējot uz ārējiem faktoriem, viņš pavēl, kuriem gēniem vajadzētu darboties un kuriem gulēt. Piedzimtenis ir diriģents, genoms ir orķestris, kurā katram mūziķim ir sava daļa.
Šādas komandas neietekmē DNS sekvences, tās vienkārši ieslēdz (izsaka) dažus gēnus un izslēdz (nomāc) citus. Tādējādi ne visi gēni, kas atrodas mūsu hromosomās, darbojas. Konkrētas fenotipiskas iezīmes izpausme, spēja mijiedarboties ar vidi un pat novecošanās ātrums ir atkarīgs no tā, kurš gēns ir bloķēts vai atbloķēts.
Slavenākais un, domājams, vissvarīgākais epigenētiskais mehānisms ir DNS metilēšana, CH3 grupas pievienošana ar DNS enzīmiem - metiltransferāzēm citozīnam - viena no četrām DNS slāpekļa bāzēm.
Epigenome.
Kad metilgrupa ir piesaistīta konkrēta gēna citozīnam, gēns tiek izslēgts. Bet, pārsteidzoši, šādā "miega" stāvoklī gēns tiek nodots pēcnācējiem. Šādu rakstzīmju nodošanu, ko dzīves laikā ieguvušas dzīvas būtnes, sauc par epigenētisko mantojumu, kas saglabājas vairākas paaudzes.
Epigenetika - zinātne, ko sauc par ģenētikas mazo māsu - pēta, kā gēnu ieslēgšana un izslēgšana ietekmē mūsu fenotipiskās iezīmes. Pēc daudzu ekspertu domām, tieši dizaineru bērnu radīšanas tehnoloģijas nākotnes panākumi ir epigenetikas attīstībā.
Pievienojot vai noņemot epigenētiskās "zīmes", mēs, neietekmējot DNS secību, varam cīnīties ar abām slimībām, kas radušās nelabvēlīgu faktoru ietekmē, un paplašināt plānoto bērna dizaina īpašību "katalogu".
Vai Gattaki scenārijs un citas bailes ir reālas?
Daudzi baidās, ka, pārveidojot genomu - lai izvairītos no nopietnām ģenētiskām slimībām - mēs pāriet uz cilvēku uzlabošanu, un tur mēs neesam tālu no virscilvēka parādīšanās vai cilvēces atzarošanas bioloģiskās kastās, kā to paredz Yuval Noah Harari.
Bioētiķis Ronalds Grīns no Dartmutas koledžas Ņūhempšīrā uzskata, ka tehnoloģiskā attīstība var padarīt "cilvēka dizainu" pieejamāku. Nākamajos 40-50 gados viņš saka: “Mēs redzēsim gēnu rediģēšanas un reproduktīvās tehnoloģijas izmantošanu cilvēku uzlabošanai; mēs varam izvēlēties acu un matu krāsu savam bērnam, mēs vēlamies uzlabot sportiskās spējas, lasītprasmi vai rēķināšanas prasmes utt."
Tomēr dizaineru bērnu parādīšanās ir saistīta ne tikai ar neparedzamām medicīniskām sekām, bet arī ar padziļinātu sociālo nevienlīdzību.
Kā norāda bioētikas zinātnieks Henrijs Greelejs, 10–20% sasniedzams veselības uzlabojums, izmantojot PGD, kas papildina bagātības jau radītos ieguvumus, var izraisīt arvien lielāku bagāto un nabadzīgo veselības stāvokļa plaisu - gan sabiedrībā, gan starp valstīm.
Un tagad iztēlē ir briesmīgi ģenētiskās elites attēli, piemēram, tas, kas attēlots distopiskajā trillerī Gattaca: tehnoloģiju attīstība ir novedusi pie tā, ka eigēniku vairs neuzskata par morāles un ētikas normu pārkāpumu, un ideālu cilvēku ražošana tiek virzīta uz priekšu. Šajā pasaulē cilvēce ir sadalīta divās sociālajās klasēs - "derīga" un "nederīga". Pirmie, kā likums, ir vecāku vizītes pie ārsta rezultāts, bet otrie - dabiskas apaugļošanās rezultāts. Visas durvis ir atvērtas “labi”, un “nederīgas” parasti ir aiz borta.
Still no filmas "Gattaca" (1997, ASV).
Atgriezīsimies savā realitātē. Mēs atzīmējām, ka pagaidām nav iespējams paredzēt iejaukšanās DNS sekvencē sekas: ģenētika nesniedz atbildes uz daudziem jautājumiem, un epigenetika faktiski ir agrīnā attīstības stadijā. Katrs eksperiments ar tādu bērnu piedzimšanu, kuriem ir modificēts genoms, ir ievērojams risks, kas ilgtermiņā var kļūt par problēmu šādiem bērniem, viņu pēcnācējiem un, iespējams, visai cilvēku sugai.
Bet tehnoloģiju attīstība šajā jomā, mūs glābjot, iespējams, no dažām problēmām, pievienos jaunas. Visās jomās perfektu dizaineru bērnu parādīšanās, kuri, nobrieduši, kļūs par sabiedrības locekļiem, jau ģenētiskā līmenī var radīt nopietnu problēmu sociālās nevienlīdzības padziļināšanās veidā.
Ir vēl viena problēma: mēs neskatījāmies aplūkojamo tēmu ar bērna acīm. Cilvēki dažkārt mēdz pārvērtēt zinātnes iespējas, un kārdinājums aizstāt nepieciešamību pēc rūpīgas rūpes par savu bērnu, viņa audzināšanu un mācīšanos ar rēķinu apmaksu specializētā klīnikā var būt liels. Ko darīt, ja dizaineru bērns, kurā tiek ieguldīts tik daudz naudas un kuram ir tik daudz cerību, neatbilst šīm cerībām? Ja, neskatoties uz gēnos ieprogrammēto intelektu un iespaidīgo izskatu, viņš nekļūst par to, ko viņi vēlējās darīt? Gēni vēl nav liktenis.