Mereka bentuk orang: generasi GMO

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-16 16:12

Ramai di antara kita dilahirkan dengan kualiti yang membantu untuk bersaing dengan lebih baik dalam masyarakat: kecantikan, kecerdasan, penampilan hebat atau kekuatan fizikal. Disebabkan oleh kemajuan dalam genetik, ia mula kelihatan bahawa tidak lama lagi kita akan dapat mengakses sesuatu yang sebelum ini tidak tertakluk kepada - untuk "mereka" orang walaupun sebelum mereka dilahirkan. Untuk bertanya kualiti yang diperlukan, jika mereka tidak diberikan secara semula jadi, menentukan terlebih dahulu peluang yang sangat diperlukan dalam kehidupan. Kami melakukan ini dengan kereta dan objek tidak bernyawa lain, tetapi kini genom manusia telah dinyahkodkan dan kami sudah belajar untuk mengeditnya, nampaknya kami semakin hampir dengan kemunculan yang dipanggil "pereka", "diunjurkan" kanak-kanak. Adakah ia kelihatan begitu atau akan menjadi kenyataan tidak lama lagi?

Lulu dan Nana dari Kotak Pandora

Kelahiran anak pertama dengan genom yang diubah suai pada penghujung 2019 menyebabkan resonans yang serius dalam komuniti saintifik dan di kalangan orang ramai. He Jiankui, ahli biologi di Universiti Sains dan Teknologi Selatan, China (SUSTech) - Pada 19 November 2018, pada malam Sidang Kemuncak Antarabangsa kedua mengenai Penyuntingan Genom Manusia di Hong Kong, dalam temu bual dengan Associated Press, mengumumkan kelahiran anak pertama dengan genom yang diedit.

Gadis kembar itu dilahirkan di China. Nama mereka, serta nama ibu bapa mereka, tidak didedahkan: "anak-anak GMO" pertama di planet ini dikenali sebagai Lulu dan Nana. Menurut saintis itu, gadis-gadis itu sihat, dan gangguan terhadap genom mereka telah menjadikan kembar itu kebal terhadap HIV.

Peristiwa itu, yang mungkin kelihatan seperti langkah baru dalam pembangunan manusia, atau sekurang-kurangnya perubatan, seperti yang telah disebutkan, tidak menimbulkan emosi positif di kalangan rakan-rakan saintis. Sebaliknya, dia dikutuk. Agensi kerajaan di China memulakan penyiasatan, dan semua eksperimen dengan genom manusia di negara itu diharamkan buat sementara waktu.

He Jiankui / ©apnews.com/Mark Schiefelbein

Percubaan, tidak dihargai oleh orang ramai, adalah seperti berikut. Saintis mengambil sperma dan telur dari ibu bapa masa depan, melakukan persenyawaan in vitro dengan mereka, dia menyunting genom embrio yang dihasilkan menggunakan kaedah CRISPR / Cas9. Selepas embrio ditanam ke dalam lapisan rahim wanita itu, bakal ibu gadis itu tidak dijangkiti HIV, tidak seperti bapanya, yang merupakan pembawa virus itu.

Gen CCR5, yang menyandikan protein membran yang digunakan oleh virus kekurangan imun manusia untuk memasuki sel, telah menjalani penyuntingan. Jika ia diubah suai, seseorang yang mengalami mutasi buatan sedemikian akan tahan terhadap jangkitan virus.

Lulu dan Nana / © burcualem.com

Mutasi yang He Jiankui cuba buat secara buatan dipanggil CCR5 Δ32: ia ditemui di alam semula jadi, tetapi hanya dalam beberapa orang, dan telah lama menarik perhatian saintis. Eksperimen pada tikus pada tahun 2016 menunjukkan bahawa CCR5 Δ32 menjejaskan fungsi hippocampal, meningkatkan daya ingatan dengan ketara. Pembawanya bukan sahaja kebal terhadap HIV, tetapi juga pulih lebih cepat selepas strok atau kecederaan otak traumatik, mempunyai daya ingatan dan pembelajaran yang lebih baik daripada orang "biasa".

Benar, setakat ini tiada saintis boleh menjamin bahawa CCR5 Δ32 tidak membawa sebarang risiko yang tidak diketahui dan bahawa manipulasi sedemikian dengan gen CCR5 tidak akan menyebabkan akibat negatif kepada pembawa mutasi. Kini satu-satunya akibat negatif mutasi sedemikian diketahui: organisma pemiliknya lebih mudah terdedah kepada demam West Nile, tetapi penyakit ini agak jarang berlaku.

Sementara itu, universiti tempat saintis Cina itu bekerja telah menafikan pekerjanya. Almamater itu berkata bahawa mereka tidak tahu tentang eksperimen He Jiankui, yang mereka sebut sebagai pelanggaran berat terhadap prinsip etika dan amalan saintifik, dan dia terlibat dalam eksperimen itu di luar dinding institusi.

Perlu diingatkan bahawa projek itu sendiri tidak menerima pengesahan bebas dan tidak lulus semakan rakan sebaya, dan hasilnya tidak diterbitkan dalam jurnal saintifik. Apa yang kita ada hanyalah kenyataan seorang saintis.

Kerja He Jiankui melanggar moratorium antarabangsa ke atas eksperimen tersebut. Larangan itu diwujudkan di peringkat perundangan di hampir semua negara. Rakan sekerja ahli genetik bersetuju bahawa penggunaan teknologi penyuntingan genomik CRISPR / Cas9 pada manusia membawa risiko yang sangat besar.

Tetapi perkara utama kritikan adalah bahawa kerja ahli genetik Cina tidak mempunyai apa-apa yang inovatif: tiada siapa yang telah menjalankan eksperimen sedemikian sebelum ini kerana takut akan akibat yang tidak dapat diramalkan, kerana kita tidak tahu masalah apa yang boleh dicipta oleh gen yang diubah suai untuk pembawa dan keturunan mereka.

Seperti kata ahli genetik British Maryam Khosravi dalam akaun Twitternya: "Jika kita boleh melakukan sesuatu, itu tidak bermakna kita perlu melakukannya."

Ngomong-ngomong, pada Oktober 2018, sebelum kenyataan mengejutkan saintis China, ahli genetik Rusia dari Pusat Penyelidikan Perubatan Obstetrik, Ginekologi dan Perinatologi Kebangsaan yang dinamakan sempena Kulakov juga mengumumkan kejayaan perubahan gen CCR5 menggunakan genomik CRISPR / Cas9. editor dan mendapatkan embrio yang tidak tertakluk kepada kesan HIV. Sememangnya, mereka telah dimusnahkan, supaya ia tidak datang kepada kelahiran anak-anak.

40 tahun sebelum ini

Maju pantas empat dekad. Pada Julai 1978, Louise Brown dilahirkan di Great Britain - anak pertama yang dilahirkan hasil persenyawaan in vitro. Kemudian kelahirannya menyebabkan banyak bunyi dan kemarahan, dan pergi kepada ibu bapa "bayi tabung uji", dan saintis, yang digelar "doktor Frankenstein."

Louise Brown. Pada zaman kanak-kanak dan sekarang / © dailymail.co.uk

Tetapi jika kejayaan itu menakutkan sesetengah pihak, ia memberi harapan kepada orang lain. Jadi, hari ini di planet ini terdapat lebih daripada lapan juta orang yang berhutang kelahiran mereka kepada kaedah IVF, dan banyak prasangka yang popular pada masa itu telah dihapuskan.

Benar, terdapat satu lagi kebimbangan: kerana kaedah IVF mengandaikan bahawa embrio manusia "sedia" diletakkan di dalam rahim, ia mungkin diubah suai secara genetik sebelum implantasi. Seperti yang kita dapat lihat, selepas beberapa dekad, inilah yang berlaku.

prosedur IVF / © freepik.com

Jadi bolehkah persamaan dibuat antara dua peristiwa - kelahiran Louise Brown dan kembar Cina Lula dan Nana? Adakah patut dipertikaikan bahawa kotak Pandora dibuka dan tidak lama lagi mungkin untuk "memesan" kanak-kanak yang dibuat mengikut projek, iaitu, reka bentuk. Dan yang paling penting, adakah sikap masyarakat terhadap kanak-kanak seperti itu berubah, kerana ia telah berubah secara praktikal terhadap kanak-kanak "dari tabung uji" hari ini?

Pemilihan embrio atau pengubahsuaian genetik?

Walau bagaimanapun, penyuntingan genom bukanlah satu-satunya perkara yang membawa kita lebih dekat kepada masa depan di mana kanak-kanak akan mempunyai kualiti yang telah dirancang sebelumnya. Lulu dan Nana berhutang kelahiran mereka bukan sahaja kepada teknologi penyuntingan gen CRISPR / Cas9 dan IVF, tetapi juga kepada diagnosis genetik praimplantasi embrio (PGD). Semasa percubaannya, He Jiankui menggunakan PGD embrio yang diedit untuk mengesan chimerism dan ralat luar sasaran.

Dan jika menyunting embrio manusia adalah dilarang, maka diagnostik genetik praimplantasi, yang terdiri daripada penjujukan genom embrio untuk beberapa penyakit genetik keturunan, dan pemilihan embrio yang sihat seterusnya, tidak. PGD adalah sejenis alternatif kepada diagnostik pranatal, hanya tanpa perlu menamatkan kehamilan jika keabnormalan genetik ditemui.

Pakar menunjukkan bahawa kanak-kanak pereka "sah" pertama akan diperolehi dengan tepat melalui pemilihan embrio, dan bukan akibat manipulasi genetik.

Semasa PGD, embrio yang diperoleh melalui persenyawaan in vitro tertakluk kepada pemeriksaan genetik. Prosedur ini melibatkan penyingkiran sel daripada embrio pada peringkat awal perkembangan dan "membaca" genom mereka. Semua atau sebahagian DNA dibaca untuk menentukan varian gen yang dibawanya. Selepas itu, bakal ibu bapa akan dapat memilih embrio yang akan ditanam dengan harapan kehamilan.

Diagnosis Genetik Praimplantasi (PGD) / ©vmede.org

Diagnosis genetik praimplantasi sudah digunakan oleh pasangan yang percaya mereka membawa gen untuk penyakit warisan tertentu untuk mengenal pasti embrio yang tidak mempunyai gen tersebut. Di Amerika Syarikat, ujian sedemikian digunakan dalam kira-kira 5% daripada kes IVF. Ia biasanya dilakukan pada embrio berusia tiga hingga lima hari. Ujian sedemikian boleh mengesan gen yang membawa kira-kira 250 penyakit, termasuk talasemia, penyakit Alzheimer awal dan cystic fibrosis.

Hanya hari ini, PGD tidak begitu menarik sebagai teknologi untuk mereka bentuk kanak-kanak. Prosedur untuk mendapatkan telur adalah tidak menyenangkan, membawa risiko dan tidak menyediakan bilangan sel yang diperlukan untuk pemilihan. Tetapi segala-galanya akan berubah sebaik sahaja ia menjadi mungkin untuk mendapatkan lebih banyak telur untuk persenyawaan (contohnya, dari sel kulit), dan pada masa yang sama, kelajuan dan harga penjujukan genom akan meningkat.

Ahli bioetika Henry Greeley dari Universiti Stanford di California menyatakan, "Hampir semua yang anda boleh lakukan dengan penyuntingan gen, anda boleh lakukan dengan pemilihan embrio."

Adakah DNA Takdir?

Menurut pakar, dalam dekad yang akan datang di negara maju, kemajuan dalam teknologi untuk membaca kod genetik yang direkodkan dalam kromosom kita akan memberi lebih ramai orang peluang untuk menyusun gen mereka. Tetapi menggunakan data genetik untuk meramalkan jenis orang yang akan menjadi embrio adalah lebih rumit daripada yang dikatakan.

Penyelidikan tentang asas genetik kesihatan manusia sememangnya penting. Namun, ahli genetik tidak banyak melakukan apa-apa untuk menghilangkan idea-idea ringkas tentang bagaimana gen mempengaruhi kita.

Ramai orang percaya bahawa terdapat hubungan langsung dan tidak jelas antara gen dan sifat mereka. Idea kewujudan gen yang bertanggungjawab secara langsung untuk kecerdasan, homoseksual, atau, sebagai contoh, kebolehan muzik, tersebar luas. Tetapi walaupun menggunakan contoh gen CCR5 yang disebutkan di atas, perubahan yang mempengaruhi fungsi otak, kami melihat bahawa semuanya tidak begitu mudah.

Terdapat banyak - kebanyakannya jarang - penyakit genetik yang boleh dikenal pasti dengan tepat oleh mutasi gen tertentu. Sebagai peraturan, terdapat hubungan langsung antara kerosakan gen tersebut dan penyakit ini.

Penyakit atau kecenderungan perubatan yang paling biasa - diabetes, penyakit jantung, atau jenis kanser tertentu - dikaitkan dengan beberapa atau malah banyak gen dan tidak boleh diramalkan dengan pasti. Di samping itu, mereka bergantung pada banyak faktor persekitaran - contohnya, pada diet seseorang.

Tetapi apabila ia datang kepada perkara yang lebih kompleks seperti personaliti dan kecerdasan, di sini kita tidak tahu banyak tentang gen yang terlibat. Walau bagaimanapun, saintis tidak kehilangan sikap positif mereka. Apabila bilangan orang yang genomnya telah dijujukan meningkat, kita akan dapat mengetahui lebih lanjut tentang kawasan ini.

Sementara itu, Euan Birney, pengarah Institut Bioinformatik Eropah di Cambridge, membayangkan bahawa penyahkodan genom tidak akan menjawab semua soalan, menyatakan: "Kita mesti lari daripada idea bahawa DNA anda adalah takdir anda."

Konduktor dan orkestra

Namun, ini bukan semua. Untuk kecerdasan, watak, fizikal dan penampilan kita, bukan sahaja gen bertanggungjawab, tetapi juga epigen - tag khusus yang menentukan aktiviti gen, tetapi tidak menjejaskan struktur utama DNA.

Jika genom adalah satu set gen dalam badan kita, maka epigenome ialah satu set tag yang menentukan aktiviti gen, sejenis lapisan pengawalseliaan yang terletak, seolah-olah, di atas genom. Sebagai tindak balas kepada faktor luaran, dia mengarahkan gen mana yang harus berfungsi dan mana yang harus tidur. Epigenome adalah konduktor, genom adalah orkestra, di mana setiap pemuzik mempunyai bahagiannya sendiri.

Perintah sedemikian tidak menjejaskan jujukan DNA; ia hanya menghidupkan (menyatakan) beberapa gen dan mematikan (menindas) yang lain. Oleh itu, tidak semua gen yang ada pada kromosom kita berfungsi. Manifestasi satu atau satu lagi sifat fenotip, keupayaan untuk berinteraksi dengan alam sekitar, dan juga kadar penuaan bergantung pada gen yang disekat atau dinyahsekat.

Yang paling terkenal dan, seperti yang dipercayai, mekanisme epigenetik yang paling penting ialah metilasi DNA, penambahan kumpulan CH3 oleh enzim DNA - methyltransferases kepada sitosin - salah satu daripada empat asas nitrogen dalam DNA.

Epigenome / ©celgene.com

Apabila kumpulan metil dilekatkan pada sitosin, yang merupakan sebahagian daripada gen tertentu, gen itu dimatikan. Tetapi, yang menghairankan, dalam keadaan "tidak aktif" sedemikian, gen itu diturunkan kepada keturunannya. Pemindahan watak sedemikian yang diperoleh oleh makhluk hidup semasa hidup dipanggil warisan epigenetik, yang berterusan selama beberapa generasi.

Epigenetik - sains yang dipanggil adik perempuan genetik - mengkaji cara menghidupkan dan mematikan gen mempengaruhi sifat fenotip kita. Menurut ramai pakar, ia adalah dalam pembangunan epigenetik bahawa kejayaan masa depan teknologi untuk mencipta kanak-kanak pereka terletak.

Dengan menambah atau mengalih keluar "tag" epigenetik, kita boleh, tanpa menjejaskan urutan DNA, melawan kedua-dua penyakit yang timbul di bawah pengaruh faktor yang tidak menguntungkan, dan mengembangkan "katalog" ciri reka bentuk kanak-kanak yang dirancang.

Adakah senario Gattaki dan ketakutan lain benar?

Ramai yang takut bahawa daripada menyunting genom - untuk mengelakkan penyakit genetik yang serius - kita akan beralih kepada memperbaiki orang, dan di sana tidak lama sebelum kemunculan superman atau percabangan manusia menjadi kasta biologi, seperti yang diramalkan oleh Yuval Noah Harari.

Ahli bioetika Ronald Greene dari Kolej Dartmouth di New Hampshire percaya kemajuan teknologi boleh menjadikan "reka bentuk manusia" lebih mudah diakses. Dalam 40-50 tahun akan datang, dia berkata, “kita akan melihat penggunaan penyuntingan gen dan teknologi pembiakan untuk memperbaiki manusia; kita akan dapat memilih warna mata dan rambut untuk anak kita, kita mahukan keupayaan olahraga yang lebih baik, kemahiran membaca atau numerasi, dan sebagainya."

Walau bagaimanapun, kemunculan kanak-kanak berjenama penuh dengan bukan sahaja akibat perubatan yang tidak dapat diramalkan, tetapi juga memperdalam ketidaksamaan sosial.

Seperti yang dinyatakan oleh saintis bioetika Henry Greeley, peningkatan kesihatan yang boleh dicapai sebanyak 10-20% melalui PGD, sebagai tambahan kepada faedah yang telah dibawa oleh kekayaan, boleh membawa kepada jurang yang semakin meluas dalam status kesihatan orang kaya dan miskin - dalam masyarakat dan antara negara..

Dan kini, dalam imaginasi, imej dahsyat elit genetik, seperti yang digambarkan dalam thriller dystopian Gattaca, timbul: kemajuan teknologi telah membawa kepada fakta bahawa eugenik tidak lagi dianggap sebagai pelanggaran norma moral dan etika, dan pengeluaran orang yang ideal diletakkan pada aliran. Di dunia ini, manusia terbahagi kepada dua kelas sosial - "sah" dan "tidak sah". Yang pertama, sebagai peraturan, adalah hasil lawatan ibu bapa ke doktor, dan yang terakhir adalah hasil persenyawaan semula jadi. Semua pintu terbuka kepada "baik", dan "tidak sesuai", sebagai peraturan, adalah berlebihan.

Masih dari filem "Gattaca" (1997, Amerika Syarikat)

Mari kita kembali kepada realiti kita. Kami menyatakan bahawa masih belum mungkin untuk meramalkan akibat gangguan dengan urutan DNA: genetik tidak memberikan jawapan kepada banyak soalan, dan epigenetik sebenarnya pada peringkat awal pembangunan. Setiap percubaan dengan kelahiran kanak-kanak dengan genom yang diubah suai adalah risiko besar yang dalam jangka panjang boleh bertukar menjadi masalah bagi kanak-kanak tersebut, keturunan mereka dan, mungkin, seluruh spesies manusia.

Tetapi kemajuan teknologi dalam bidang ini, setelah menyelamatkan kita, mungkin dari beberapa masalah, akan menambah yang baru. Kemunculan kanak-kanak berjenama, sempurna dalam semua aspek, yang, setelah matang, akan menjadi ahli masyarakat, boleh menimbulkan masalah serius dalam bentuk ketidaksamaan sosial yang semakin mendalam sudah di peringkat genetik.

Terdapat satu lagi masalah: kami tidak melihat topik yang sedang dipertimbangkan melalui mata seorang kanak-kanak. Orang kadang-kadang cenderung untuk melebih-lebihkan keupayaan sains, dan godaan untuk menggantikan keperluan penjagaan yang teliti terhadap anak mereka, didikan dan belajarnya dengan membayar bil di klinik khusus boleh menjadi hebat. Bagaimana jika anak pereka, yang telah dilaburkan begitu banyak wang dan yang mempunyai banyak harapan, gagal mencapai harapan itu? Jika, walaupun kecerdasan diprogramkan dalam gen dan penampilan yang menakjubkan, dia tidak menjadi apa yang mereka mahu lakukan? Gen bukan takdir lagi.