Paljud meist on sündinud omadustega, mis aitavad meil ühiskonnas paremini konkureerida: ilu, intelligentsus, tähelepanuväärne välimus või füüsiline jõud. Geneetika edusammude tõttu hakkab tunduma, et peagi on meil juurdepääs millelegi, mis varem ei allunud - inimestele "kujundada" juba enne nende sündi. Küsida vajalikke omadusi, kui need pole looduse poolt antud, ette määrates elus nii vajalikud võimalused. Teeme seda autode ja muude elutute esemetega, kuid nüüd, kui inimese genoom on dekodeeritud ja õpime juba selle muutmist, näib, et oleme jõudmas lähemale nn "disainerite", "projitseeritud" laste tekkimisele. Kas see tundub nii või saab see varsti reaalsuseks?
Lulu ja Nana Pandora kastist
Esimeste modifitseeritud genoomiga laste sünd 2019. aasta lõpus põhjustas teadlaskonnas ja avalikkuses tõsise resonantsi. Ta Lõuna-Hiina teaduse ja tehnikaülikooli (SUSTech) bioloog Jiankui - 19. novembril 2018, Hongkongis toimunud teise inimgenoomi redigeerimise rahvusvahelise tippkohtumise eel, teatas Associated Pressile antud intervjuus esmakordselt redigeeritud genoomiga laste sünd.
Kaksikud tüdrukud sündisid Hiinas. Nende ja ka nende vanemate nimesid ei avaldatud: planeedi esimesed “GMO-lapsed” on tuntud kui Lulu ja Nana. Teadlase sõnul on tüdrukud terved ja sekkumine nende genoomi on muutnud kaksikud HIV-i suhtes immuunseks.
Sündmus, mis võib tunduda uue sammuna inimkonna või vähemalt meditsiini arengus, nagu juba mainitud, ei tekitanud teadlase kolleegides positiivseid emotsioone. Vastupidi, ta mõisteti hukka. Hiina valitsusasutused on algatanud uurimise ja kõik inimgenoomiga seotud katsed riigis on ajutiselt keelatud.
Ta Jiankui.
Katse, mida avalikkus ei hindanud, oli järgmine. Teadlane võttis tulevastelt vanematelt seemnerakud ja munarakud, tegi nendega in vitro viljastamise, redigeeris embrüote genoome, kasutades CRISPR / Cas9 meetodit. Pärast embrüote implanteerimist naise emaka limaskesta ei nakatunud tüdrukute tulevane ema HIV-i - erinevalt isast, kes oli viiruse kandja.
Reklaamvideo:
Redigeeriti CCR5 geeni, mis kodeerib membraanivalku, mida inimese immuunpuudulikkuse viirus rakkudesse sisenemiseks kasutab. Kui seda modifitseeritakse, on sellise kunstliku mutatsiooniga inimene viirusnakkuse suhtes vastupidav.
Lulu ja Nana.
Mutatsiooni, mida Ta Jiankui proovis kunstlikult luua, nimetatakse CCR5 Δ32: seda leidub ka looduses, kuid ainult vähestel inimestel ja see on juba pikka aega äratanud teadlaste tähelepanu. Katsed hiirtega 2016. aastal näitasid, et CCR5 Δ32 mõjutab hipokampuse funktsiooni, parandades oluliselt mälu. Selle kandjad pole mitte ainult HIV-i suhtes immuunsed, vaid taastuvad ka kiiremini pärast insuldi või traumaatilist ajukahjustust, nende mälu ja õppimisvõime on parem kui tavalistel inimestel.
Kuid siiani ei saa ükski teadlane garanteerida, et CCR5 Δ32 ei sisalda tundmatuid riske ja et sellised manipulatsioonid CCR5 geeniga ei põhjusta mutatsiooni kandjale negatiivseid tagajärgi. Nüüd on teada sellise mutatsiooni ainus negatiivne tagajärg: selle omanike organism on vastuvõtlikum Lääne-Niiluse palavikule, kuid see haigus on üsna haruldane.
Vahepeal on ülikool, kus hiina teadlane töötas, oma töötaja lahti öelnud. Alma mater ütles, et nad ei teadnud He Jiankui katsetest, mida nad nimetasid eetiliste põhimõtete ja teadusliku praktika jämedaks rikkumiseks, ning ta tegeles nendega väljaspool asutuse seinu.
Tuleb märkida, et projekt ise ei saanud iseseisvat kinnitust ega läbinud vastastikuse eksperdihinnangut ning selle tulemusi teadusajakirjades ei avaldatud. Kõik, mis meil on, on vaid teadlase avaldused.
Jiankui töö rikkus selliste katsete rahvusvahelist moratooriumi. Keeld kehtestatakse seadusandlikul tasandil peaaegu kõigis riikides. Geneetiku kolleegid nõustuvad, et CRISPR / Cas9 genoomse redigeerimise tehnoloogia kasutamine inimestel toob endaga kaasa tohutuid riske.
Kuid kriitika põhipunkt on see, et hiina geneetiku töös pole midagi uuenduslikku: ennustamatute tagajärgede hirmu tõttu pole keegi varem selliseid katseid ette võtnud, sest me ei tea, milliseid probleeme võivad modifitseeritud geenid nende kandjatele ja järeltulijatele tekitada.
Nagu Briti geneetik Maryam Khosravi oma Twitteri kontol ütles: "Kui me saame midagi teha, ei tähenda see, et me peaksime seda tegema."
Muide, 2018. aasta oktoobris, isegi enne Hiina teadlase šokeerivat avaldust, teatasid Kulakovi nimelise riikliku sünnitus-, günekoloogia- ja perinatoloogia meditsiinikeskuse vene geneetikud ka CCR5 geeni edukast muutmisest, kasutades CRISPR / Cas9 genoomitoimetajat ja hankides embrüoid, mis ei kuulu HIV-i. Loomulikult hävitati need, nii et see ei sündinud laste sünnini.
40 aastat enne
Neli aastakümmet kiiresti edasi. 1978. aasta juulis sündis Suurbritannias Louise Brown - esimene laps, kes sündis kehavälise viljastamise tulemusena. Siis tekitas tema sünd palju müra ja nördimust ning läks "katseklaasibeebi" vanemate ja teadlaste juurde, kes said hüüdnime "Frankensteini arstid".
Louise Brown. Lapsepõlves ja praegu.
Kuid kui see edu mõnda hirmutas, andis see teistele lootust. Niisiis, täna on planeedil enam kui kaheksa miljonit inimest, kes võlgnevad oma sünnituse IVF-i tehnika tõttu ja paljud eelarvamused, mis olid siis populaarsed, on hajutatud.
Siiski oli veel üks mure: kuna IVF-meetod eeldab, et emakas on “valmis” inimese embrüo, võib teda enne implanteerimist geneetiliselt modifitseerida. Nagu näeme, juhtus mõnekümne aasta pärast just see.
IVF protseduur.
Kas siis saab tõmmata paralleeli kahe sündmuse - Louise Browni ning Hiina kaksikute Lula ja Nana sünni vahel? Kas tasub vaielda selle üle, et Pandora karp on lahti ja väga varsti on võimalik projekti järgi loodud ehk disaineri järgi last "tellida". Ja mis kõige tähtsam - kas ühiskonna suhtumine sellistesse lastesse muutub, kuna see on tänapäeval laste suhtes praktiliselt muutunud?
Embrüo valik või geneetiline muundamine?
Kuid mitte ainult genoomi redigeerimine ei vii meid lähemale tulevikule, kus lastel on eelnevalt planeeritud omadused. Lulu ja Nana võlgnevad oma sünni lisaks CRISPR / Cas9 geenitöötlustehnoloogiatele ja IVF-ile ka embrüote implantatsioonieelsele geneetilisele diagnoosimisele (PGD). Oma katse ajal kasutas He Jiankui kimäärsuse ja sihtmärkide väliste vigade tuvastamiseks redigeeritud embrüote PGD-d.
Ja kui inimese embrüote redigeerimine on keelatud, siis preimplantatsiooni geenidiagnostika, mis seisneb embrüote genoomi järjestamises teatud pärilike geneetiliste haiguste korral ja hilisem tervete embrüote valimine ei ole. PGD on omamoodi alternatiiv sünnieelsele diagnostikale, ilma et oleks vaja rasedust katkestada, kui leitakse geneetilisi kõrvalekaldeid.
PGD ajal viiakse läbi in vitro viljastamise teel saadud embrüod geneetilisele skriinimisele. Protseduur hõlmab rakkude eemaldamist embrüotest väga varajases arengujärgus ja nende genoomide "lugemist". Loetakse kogu DNA või osa sellest, et teha kindlaks, milliseid geenivariante see kannab. Seejärel saavad tulevased vanemad raseduse lootuses valida, millised embrüod implanteerida.
Preim. lantatsioonigeneetiline diagnoos (PGD).
Preimplantatsiooni geneetilist diagnoosi kasutavad juba paarid, kes usuvad, et neil on teatud pärilike haiguste geenid, et tuvastada embrüoid, millel nendest geenidest puudus. USA-s kasutatakse sellist testimist umbes 5% -l IVF-i juhtudest. Tavaliselt tehakse seda kolme kuni viie päeva vanustel embrüodel. Selliste testidega saab tuvastada geene, mis kannavad umbes 250 haigust, sealhulgas talasseemia, varajane Alzheimeri tõbi ja tsüstiline fibroos.
Kuid tänapäeval pole PGD laste kujundamise tehnoloogiana eriti atraktiivne. Munarakkude saamise protseduur on ebameeldiv, sellega kaasnevad riskid ja see ei anna selektsiooniks vajalikku arvu rakke. Kuid kõik muutub niipea, kui on võimalik saada rohkem viljastamiseks mõeldud mune (näiteks naharakkudest), ja samal ajal suureneb genoomi järjestamise kiirus ja hind.
Bioeetik Henry Greeley California Stanfordi ülikoolist ütleb: "Peaaegu kõik, mida saate teha geenide redigeerimisega, saate teha ka embrüo valimisega."
Kas DNA on saatus?
Ekspertide sõnul annab lähikümnenditel arenenud riikides meie kromosoomides registreeritud geneetilise koodi lugemise tehnoloogiate edenemine üha suuremale hulgale inimestele võimaluse oma geene järjestada. Kuid geneetiliste andmete kasutamine selleks, et ennustada, milliseks inimeseks embrüo saab, on raskem kui see kõlab.
Paljud inimesed usuvad, et nende geenide ja omaduste vahel on otsene ja ühemõtteline seos. Idee luure, homoseksuaalsuse või näiteks muusikaliste võimete eest otseselt vastutavate geenide olemasolust on laialt levinud. Kuid isegi eespool mainitud CCR5 geeni näitel, mille muutus mõjutab aju toimimist, nägime, et kõik pole nii lihtne.
On palju - enamasti haruldasi - geneetilisi haigusi, mida saab konkreetse geenimutatsiooni abil täpselt ära tunda. Reeglina on sellise geenide lagunemise ja haiguse vahel tõesti otsene seos.
Kõige tavalisemad haigused või meditsiinilised eelsoodumused - diabeet, südamehaigused või teatud vähid - on seotud mitme või isegi paljude geenidega ning neid ei saa täpselt ennustada. Lisaks sõltuvad need paljudest keskkonnateguritest - näiteks inimese toitumisest.
Kuid mis puutub keerukamatesse asjadesse, nagu isiksus ja intelligentsus, siis siin ei tea me palju, milliste geenidega on tegemist. Kuid teadlased ei kaota oma positiivset suhtumist. Kuna inimeste arv, kelle genoomid on järjestatud, saame selle piirkonna kohta rohkem teada saada.
Samal ajal annab Cambridge'is asuva Euroopa Bioinformaatika Instituudi direktor Euan Birney vihje, et genoomi dekodeerimine ei vasta kõigile küsimustele, märkides: "Me peame eemalduma ideest, et teie DNA on teie saatus."
Dirigent ja orkester
See pole aga veel kõik. Meie intelligentsuse, iseloomu, kehaehituse ja välimuse eest ei vastuta mitte ainult geenid, vaid ka epigeenidele omased märgised, mis määravad küll geenide aktiivsuse, kuid ei mõjuta DNA esmast struktuuri.
Kui genoom on meie keha geenikomplekt, siis epigenoom on siltide kogum, mis määrab geenide aktiivsuse, mingi regulatiivne kiht, mis asub justkui genoomi peal. Vastuseks välistele teguritele kamandab ta, millised geenid peaksid töötama ja millised magama. Epigeen on dirigent, genoom on orkester, milles igal muusikul on oma osa.
Sellised käsud ei mõjuta DNA järjestusi, nad lihtsalt lülitavad (ekspresseerivad) mõned geenid välja ja lülitavad (suruvad) välja teised. Seega ei tööta kõik meie kromosoomides olevad geenid. Konkreetse fenotüübilise tunnuse avaldumine, võime keskkonnaga suhelda ja isegi vananemise kiirus sõltuvad sellest, milline geen on blokeeritud või blokeerimata.
Kõige kuulsam ja arvatavasti kõige olulisem epigeneetiline mehhanism on DNA metüülimine, CH3-rühma lisamine DNA ensüümide - metüültransferaaside abil tsütosiinile - üks neljast DNA lämmastikalusest.
Epigenoom.
Kui metüülrühm on seotud konkreetse geeni tsütosiiniga, lülitatakse geen välja. Kuid üllataval kombel antakse sellises "uinuvas" olekus geen edasi järglastele. Sellist elusolendite kaudu omandatud tegelaste ülekandmist nimetatakse epigeneetiliseks pärandiks, mis püsib mitu põlvkonda.
Epigeneetika - teadus, mida nimetatakse geneetika väikeseks õeks - uurib, kuidas geenide sisse- ja väljalülitamine mõjutab meie fenotüübilisi jooni. Paljude ekspertide sõnul peitub disainerilaste loomise tehnoloogia edasine edu just epigeneetika väljatöötamisel.
Epigeneetiliste "märkide" lisamise või eemaldamise abil saame DNA järjestust mõjutamata võidelda mõlema ebasoodsate tegurite mõjul tekkinud haigustega ja laiendada lapse kavandatud kujundusomaduste "kataloogi".
Kas Gattaki stsenaarium ja muud hirmud on reaalsed?
Paljud kardavad, et genoomi redigeerimisest - tõsiste geneetiliste haiguste vältimiseks - liigutakse inimeste paremaks muutmisele ja seal pole enam palju aega enne üliinimese ilmumist või inimkonna hargnemist bioloogilistesse kastidesse, nagu ennustab Yuval Noah Harari.
Bioeetik Ronald Green New Hampshire Dartmouthi kolledžist usub, et tehnoloogiline areng võib muuta "inimese disaini" kättesaadavamaks. Järgmise 40-50 aasta jooksul ütleb ta: „näeme geenide redigeerimise ja paljunemistehnoloogiate kasutamist inimeste parandamiseks; saame oma lapsele valida silmade ja juuste värvi, soovime paranenud sportlikku võimekust, lugemis- või arvutusoskust jne."
Disainerlaste ilmumine on aga täis mitte ainult ettearvamatuid meditsiinilisi tagajärgi, vaid ka süvenevat sotsiaalset ebavõrdsust.
Nagu bioeetikateadlane Henry Greeley märgib, võib PGD abil 10–20% saavutatav tervise paranemine, mis täiendab juba rikkusest saadavat kasu, viia rikaste ja vaeste tervisliku seisundi suurenemiseni - nii ühiskonnas kui ka riikide vahel.
Ja nüüd on kujutluses kohutavad kujutised geneetilisest eliidist, näiteks düstoopilises põnevusfilmis Gattaca kujutatud pilt: tehnoloogia areng on viinud selleni, et eugeenikat ei peeta enam moraali- ja eetikanormide rikkumiseks ning ideaalsete inimeste tootmine pannakse voolu. Selles maailmas jaguneb inimkond kahte ühiskonnaklassi - "kehtiv" ja "kehtetu". Esimesed on reeglina vanemate arsti visiidi tulemus ja teised loodusliku viljastamise tulemus. Kõik uksed on avatud „headele“ja „kõlbmatud“on reeglina üle parda.
Ikka filmist "Gattaca" (1997, USA).
Naaseme oma reaalsuse juurde. Me märkisime, et DNA järjestusse sekkumise tagajärgi pole veel võimalik ennustada: geneetika ei anna vastuseid paljudele küsimustele ja epigeneetika on tegelikult varases arengujärgus. Iga katse modifitseeritud genoomiga laste sünniga on märkimisväärne oht, mis võib pikas perspektiivis kujuneda probleemiks nii lastele, nende järeltulijatele kui ka kogu inimliigile.
Kuid tehnika areng selles valdkonnas, olles meid päästnud ilmselt mõnest probleemist, lisab uusi. Igas osas täiuslike disainerilaste esilekerkimine, kellest saab küps, saab ühiskonna liige, võib tekitada tõsise probleemi sotsiaalse ebavõrdsuse süvenemise näol juba geneetilisel tasandil.
On veel üks probleem: me ei vaadelnud vaadeldavat teemat lapse pilgu läbi. Inimesed kipuvad mõnikord teaduse võimeid üle hindama ning kiusatus asendada vajadus oma lapse, lapse kasvatamise ja õppimise järele hoolika hoolitsuse eest spetsialiseeritud kliinikus arvete tasumisega võib olla suur. Mis siis, kui disaineripoiss, kellesse investeeritakse nii palju raha ja kellel on nii palju ootusi, jääb nendest lootustest maha? Kui hoolimata geenidesse programmeeritud intelligentsusest ja suurejoonelisest välimusest ei saa temast seda, mida nad teha tahtsid? Geenid pole veel saatus.
