Det är ingen hemlighet att framtiden för biologi, medicin, jordbruk och en hel rad andra vetenskaper och industrier är förknippade med utvecklingen av genteknik. En av de mest lovande teknologierna inom detta område betraktas som genredigering - CRISPR.
Låt oss bli bekanta: CRISPR
För första gången började de prata om den nya tekniken 1987, då japanska forskare fann upprepande grupper av sekvenser av okänt syfte i DNA från E. coli. De kallades svåra: korta palindromiska (läs samma i båda riktningarna) upprepningar, ordnade regelbundet i grupper (Clustered Regular Interspaced Short Palindromic Repeats).
Varför dessa fragment behövs blev det först tio år senare. Det visade sig att palindromiska upprepningar, som är en del av immunsystemet, lagrar ett "snitt" av det genetiska materialet från virus som bakterier tidigare har stött på. Vid en ny virusattack hjälper denna "databas" cellen att känna igen fienden snabbare och följaktligen förstöra den snabbare.
Denna upptäckt skapade inte stort intresse för det breda vetenskapliga samfundet förrän biologer vid University of California, Jennifer Doudna och Emmanuelle Charpentier, räknade ut att mekanismen för att känna igen och förstöra virus kan kontrolleras. Som författarna av upptäckten betonade i en vetenskaplig publikation 2012 genom att konstgjort införa ett visst DNA-fragment i "databasen", är det möjligt att klippa ut valt genom någonstans. Ett år senare togs nästa steg: en bit DNA injicerades i cellen som återhämtade sig efter skärning, vilket sammanföll i kanterna med den skurna kromosomen. Samtidigt kan allt vara i mitten - cellen kände inte igen utbytet och byggde lugnt "trojansk häst" i sin struktur.
Så här fick mänskligheten CRISPR, en genommanipulationsteknologi som överträffar alla tidigare när det gäller tillgänglighet, noggrannhet och effektivitet. Teknikens potential är sådan att forskare hoppas kunna använda den för att lösa några av världens globala problem.
Kampanjvideo:
Tillräckligt med mat för alla
Till exempel kan CRISPR permanent eliminera hotet om livsmedelsbrist och ta jordbruk och livsmedelsförädling till en helt ny nivå. Experiment i denna riktning pågår redan.
Vid University of California i Berkeley utvecklas en typ av kakaobönor som inte kommer att vara rädda för sjukdomar och svampinfektioner. DuPont Pioneer, med huvudkontor i Des Moines, Iowa, har meddelat att det kommer att lansera en reviderad majshybrid 2020. Och kinesiska forskare har redan lyckats använda CRISPR för att öka utbytet av ris och har samtidigt utvecklat en kallresistent ras av svin som klarar sig bra i grisar utan uppvärmning.
Med hjälp av CRISPR-teknik kan jag se till att män inte längre är födda i myggpopulationen. Till och med Bill Gates blev intresserad av detta: Han föreslog att forskare skulle införa naturliga bekämpningsmedel och herbicider i växter, vilket skulle leda till en ökning av utbytet och bättre lagring av det, och till och med att sänka kostnaderna för underhåll av plantering.
Det kanske är det enda som hindrar genetiskt modifierade produkter från att ta över hyllorna i butikerna och i våra kylskåp är opinionen. Människor är rädda för produkter som enligt deras mening erhållits på ett onaturligt sätt och är redo att betala orimliga priser för den så kallade naturliga maten som odlas utan några kemiska tillsatser eller andra interventioner. Men den senaste upptäckten av en grupp forskare från St. Petersburg State University och Institute of Molecular Biology i Strasbourg kan dock skaka förtroende för vad som ska anses vara naturligt och naturligt. Efter att ha studerat flera hundra växterter upptäckte de genetiskt modifierade organismer som skapats av naturen själv. Bland dem var de närmaste släktingarna till tobak, sötpotatis, jordnötter, valnötter, te, tranbär, humle … Som medförfattaren till upptäckten betonade,Professor Tatyana Matveeva: "Vår forskning har visat att mänskligheten ständigt har mött GMO under hela dess historia."
Sjukdomar botas före födseln
Men läkarna visade mycket mer intresse för den nya tekniken. I ingen annan bransch kunde genredigering verkligen vara lika utbredd och lika fördelaktig som inom medicin.
Världens första försök att redigera en vuxes genom gjordes 2017 i Kalifornien. Experimentet gick med på att delta 44-åriga Brian Mado, som lider av mukopolysackaridos typ II (Hunter's syndrom), på grund av vilken han redan har genomgått 26 operationer. Mannen skulle gifta sig och bo med sin utvalda så länge som möjligt, och beslutade därför om en ovanlig behandling: att få den saknade genen. Om det lyckas skulle mer än 10 tusen människor hitta hopp om återhämtning (det är hur många människor på jorden som har Hunter-syndrom). Tyvärr var läkarnas beräkningar inte berättigade och det fanns inget genombrott i medicinen.
Mycket effektivare var påverkan på genomet av en fortfarande utvecklande organisme, som utfördes av en forskare från Kina Jiankui He. I november förra året chockade han världen med tillkännagivandet av födelsen av de första genom-redigerade barnen - tvillingflickor Lulu och Nana. Den artificiella mutationen gjorde dem immun mot HIV. Det beslutades att ta till redigering, eftersom flickors far, vars namn är dold bakom pseudonymet Mark, är smittad.
Flera kliniker som specialiserat sig på fertilitetsproblem visade omedelbart intresse för projektet av den kinesiska forskaren: deras chefer ansåg att många föräldrar skulle vilja förse sina avkommor med motstånd mot "20-talets pest." Men med hjälp av genredigering är det möjligt att rädda mänskligheten, inte bara från HIV, utan också från sigdcellanemi, bröst- och äggstockscancer och många mer allvarliga sjukdomar.
Staffen från He har redan tagits upp av en anställd i Moskvas vetenskapliga centrum för obstetrik, gynekologi och perinatologi uppkallad efter akademiker V. I. Kulakova Denis Rebrikov. Han kommer att redigera genomet till de befruktade embryona hos fem medfödda döva par så att barn inte ärver problemet med sina föräldrar. Denis Rebrikov har redan börjat arbeta: han utför genetisk redigering i ägg som tas från en kvinna med normal hörsel - detta är nödvändigt för att studera och förhindra möjliga biverkningar. Resultaten av experimenten som Rebrikov lovade att publicera. Hittills har ett av de påstådda fem gifta paren gett samtycke till att delta i ytterligare experiment.
En civilisation av "konstgjorda" människor?
Den vetenskapliga världen och allmänheten har varit försiktiga med embryonredigering. Pionjären, Jiankui He, kritiserades särskilt. Någon talade om att experimenten på människor inte kunde tas upp till prövning, någon sa att CRISPR-tekniken ännu inte hade utvecklats och därför var osäker. Men en av de huvudsakliga orsakerna, även om de inte uttrycks, är att det bara är ett steg från att störa in embryotets genom för terapeutiska ändamål till att skapa "designerbebis" med tydligt definierade parametrar för utseende, intelligens, psykotyp … Och detta, som de säger, en helt annan berättelse där det hittills finns fler frågor än svar.
Tänk om föräldrarna vill "finjustera" det ofödda barnet på ett helt villfarligt sätt - att ge honom kännetecknen av Michael Jackson eller växa ängelvingar på ryggen? Vem försvarar ofödda barns rätt att vara sig själva? Kommer "konstgjorda" människor att betraktas som fulla medlemmar i samhället? Om genetisk design till en början inte är tillgänglig för alla, kommer det inte att leda till en uppdelning av samhället i "förbättrade" rika och naturliga (läs - "värsta") fattiga? Eller skådespelare som ursprungligen var avsedda att göra ett särskilt jobb, som i Brave New World av Aldous Huxley?
Det enda som kan sägas nu är att "designer" bebisar fortfarande är en fantasi. Den nuvarande nivån på genteknologi tillåter inte korrekt justering av många gener som är ansvariga för intelligens, lämplighet för musik eller målning, fysisk styrka och uthållighet. Det råder dock inget tvivel om att dagen kommer då detta är möjligt. Och då kommer våra ättlingar att lösa unika etiska problem, skapa nya lagar och leva i enlighet med dem i ett samhälle som nu är helt otänkbart, redigerat på gennivå.
Magazine: 1900-talets hemligheter 5151. Författare: Svetlana Yolkina