Kopiera och klistra - ett steg mot mänsklig design

På 30-talet beskrev Aldous Huxley i sin berömda roman Brave New World det så kallade genetiska urvalet av framtida anställda – specifika personer, baserade på en genetisk nyckel, kommer att få i uppdrag att utföra vissa sociala funktioner.

Huxley skrev om "avsmakningen" av barn med önskvärda drag av utseende och karaktär, med hänsyn till både själva födelsedagarna och den efterföljande indoktrineringen av livet i ett idealiserat samhälle.

"Att göra människor till bättre människor kommer sannolikt att vara den största industrin på XNUMX-talet", förutspår han. Yuval Kharary, författare till den nyligen publicerade boken Homo Deus. Som en israelisk historiker noterar fungerar våra organ fortfarande på samma sätt vart 200:e XNUMX. många år sedan. Han tillägger dock att en solid person kan kosta ganska mycket, vilket kommer att föra social ojämlikhet till en helt ny dimension. "För första gången i historien kan ekonomisk ojämlikhet också betyda biologisk ojämlikhet", skriver Harari.

En långvarig dröm för science fiction-författare är att utveckla en metod för att snabbt och direkt "ladda ner" kunskap och färdigheter till hjärnan. Det visar sig att DARPA har lanserat ett forskningsprojekt som syftar till att göra just det. Programmet ringde Riktad neuroplasticitetsträning (TNT) syftar till att påskynda sinnets förvärv av ny kunskap genom manipulationer som drar fördel av synaptisk plasticitet. Forskare tror att genom att neurostimulera synapser kan de bytas till en mer regelbunden och ordnad mekanism för att skapa kopplingar, vilket är vetenskapens kärna.

Modellrepresentation av riktad neuroplastisk träning

CRISPR som MS Word

Även om detta verkar opålitligt för oss för tillfället, finns det fortfarande rapporter från vetenskapsvärlden som dödens slut är nära. Även tumörer. Immunterapi, genom att utrusta en patients immunsystemceller med cancermatchande molekyler, har varit mycket framgångsrik. Under studien försvann symtomen hos 94 % (!) av patienterna med akut lymfatisk leukemi. Hos patienter med tumörsjukdomar i blodet är denna andel 80%.

Och det här är bara en introduktion, för det här är en riktig hit de senaste månaderna. CRISPR-genredigeringsmetod. Bara detta gör processen med genredigering till något som vissa har jämfört med att redigera text i MS Word – en effektiv och relativt enkel operation.

CRISPR står för Accumulated Regularly Interrupted Palindromic Short Repeats. Metoden går ut på att redigera DNA-kod (klippa ut trasiga fragment, ersätta dem med nya eller lägga till fragment av DNA-kod, som är fallet med ordbehandlare) för att återställa celler som drabbats av cancer, och till och med helt förstöra cancer, eliminera den från celler. CRISPR sägs härma naturen, specifikt en teknik som används av bakterier för att skydda sig mot virusattacker. Men till skillnad från GMO introducerar förändrade gener inte gener från andra arter.

Historien om CRISPR-metoden börjar 1987. En grupp japanska forskare upptäckte sedan flera inte särskilt typiska fragment i bakteriegenomet. De var i form av fem identiska sekvenser, åtskilda av helt olika sektioner. Forskare förstod inte detta. Fallet väckte mer uppmärksamhet bara när liknande DNA-sekvenser hittades i andra bakteriearter. Det betyder att de i cellerna var tvungna att tjäna något viktigt. År 2002 Ruud Jansen från Utrecht University i Nederländerna bestämde sig för att kalla dessa sekvenser CRISPR. Jansens team upptäckte också att mysteriesekvenserna alltid åtföljdes av en gen som kodar för ett enzym som kallas Cas9som kan skära en DNA-sträng.

Några år senare kom forskare på vad dessa sekvensers funktion var. När ett virus angriper en bakterie, griper enzymet Cas9 dess DNA, skär det och komprimerar det mellan identiska CRISPR-sekvenser i bakteriegenomet. Denna mall kommer väl till pass när bakterierna attackeras igen av samma typ av virus. Då kommer bakterierna omedelbart att känna igen det och förstöra det. Efter år av forskning har forskare kommit fram till att CRISPR, i kombination med Cas9-enzymet, kan användas för att manipulera DNA i laboratoriet. Forskargrupper Jennifer Doudna från University of Berkeley i USA och Emmanuelle Charpentier från Umeå universitet i Sverige meddelade 2012 att bakteriesystemet, när det modifieras, tillåter redigera vilket DNA-fragment som helst: Du kan klippa gener från den, infoga nya gener, slå på eller av dem.

Själva metoden, kallad CRISPR-Cas9, fungerar det genom att känna igen främmande DNA tack vare mRNA, som är ansvarigt för att bära genetisk information. Hela CRISPR-sekvensen delas sedan upp i kortare fragment (crRNA) som innehåller ett fragment av viralt DNA och CRISPR-sekvensen. Baserat på denna information som finns i CRISPR-sekvensen skapas ett tracrRNA, som fästs till ett crRNA, som bildas tillsammans med ett gRNA, som är en specifik registrering av viruset, dess signatur kommer ihåg av cellen och används i kampen mot viruset.

Vid infektion binder gRNA, som är en modell av det angripande viruset, till enzymet Cas9 och skär angriparen i bitar, vilket gör dem helt ofarliga. De skurna bitarna läggs sedan till CRISPR-sekvensen, en speciell hotdatabas. Med vidareutvecklingen av tekniken visade det sig att en person kan skapa gRNA, vilket gör det möjligt att störa gener, ersätta dem eller skära ut farliga fragment.

Förra året började onkologer från Sichuan University i Chengdu testa en genredigeringsteknik med CRISPR-Cas9-metoden. Detta var första gången denna revolutionerande metod testades på en person med cancer. En patient som led av aggressiv lungcancer fick celler som innehöll modifierade gener för att hjälpa honom att bekämpa sjukdomen. De tog celler från honom, skar ut dem för en gen som skulle försvaga hans egna cellers effekt mot cancer och förde in dem tillbaka i patienten. Sådana modifierade celler borde bättre kunna bekämpa cancer.

Denna teknik, förutom att vara billig och enkel, har en annan stor fördel - innan man återinför modifierade celler kan de testas grundligt, eftersom de modifieras utanför patienten. Blod tas från honom, lämpliga manipulationer utförs, lämpliga celler väljs ut och injiceras först därefter. Säkerheten är mycket högre än om vi matar sådana celler direkt och väntar på vad som händer.

det vill säga ett genetiskt programmerat barn

Vad kan vi förändra med Genteknik? Det visar sig mycket. Det finns rapporter om att denna teknik används för att förändra DNA från växter, bin, grisar, hundar och till och med mänskliga embryon. Vi har information om grödor som kan försvara sig mot angripande svampar, om grönsaker med långvarig fräschör eller om husdjur som är immuna mot farliga virus. CRISPR har också möjliggjort arbete för att modifiera myggor som sprider malaria. Med hjälp av CRISPR var det möjligt att introducera en mikrobiell resistensgen i dessa insekters DNA. Och på ett sådant sätt att alla deras ättlingar ärver det – utan undantag.

Men hur lätt det är att ändra DNA-koder väcker många etiska dilemman. Även om det inte råder någon tvekan om att denna metod kan användas för att behandla cancerpatienter, är den något annorlunda när vi överväger möjligheten att använda den för att behandla fetma eller till och med blont hårproblem. Var ska vi sätta gränsen för att störa mänskliga gener? Att ändra en patients gen kan vara acceptabelt, men förändrade gener i embryon kommer också automatiskt att föras vidare till efterföljande generationer, vilket kan användas till det bästa, men också till skada för mänskligheten.

2014 meddelade en amerikansk forskare att han hade modifierat virus för att introducera CRISPR-element i möss. Där aktiverades det skapade DNA, vilket orsakade en mutation som orsakade motsvarande lungcancer hos människor... Likaså skulle det teoretiskt vara möjligt att skapa biologiskt DNA som orsakar cancer hos människor. 2015 rapporterade kinesiska forskare att de hade använt CRISPR för att modifiera gener i mänskliga embryon vars mutationer leder till en ärftlig sjukdom som kallas talassemi. Behandlingen har orsakat kontroverser. De två viktigaste vetenskapliga tidskrifterna i världen, Nature och Science, vägrade att publicera kinesernas arbete. Det dök äntligen upp i tidningen Protein & Cell. Det har förresten framkommit uppgifter om att minst fyra andra forskargrupper i Kina också arbetar med genetiska modifieringar av mänskliga embryon. De första resultaten av dessa studier är redan kända - forskare infogade en gen i embryots DNA som ger immunitet mot HIV-infektion.

Många experter är övertygade om att födelsen av ett barn med artificiellt förändrade gener bara är en tidsfråga.