Көшіру және қою - адам дизайнына бір қадам

30 жылдары Олдос Хаксли өзінің әйгілі «Батыл жаңа әлем» романында болашақ қызметкерлердің генетикалық іріктеу деп аталатынын сипаттады - генетикалық кілтке негізделген нақты адамдар белгілі бір әлеуметтік функцияларды орындау үшін тағайындалады.

Хаксли туған күндердің өзін де, идеалдандырылған қоғамдағы өмірге кейіннен дағдылануын да ескере отырып, сыртқы түрі мен мінезінде қалаған қасиеттері бар балалардың «дегумминациясы» туралы жазды.

«Адамдарды жақсарту XNUMX-шы ғасырдың ең үлкен саласы болуы мүмкін», - деп болжайды ол. Юваль Харари, жақында шыққан Homo Deus кітабының авторы. Израиль тарихшысы атап өткендей, біздің органдар 200 ХNUMX сайын бірдей жұмыс істейді. көп жыл бұрын. Дегенмен, ол әлеуметтік теңсіздікті мүлдем жаңа өлшемге әкелетін қатты адам айтарлықтай қымбатқа түсетінін қосады. «Тарихта алғаш рет экономикалық теңсіздік биологиялық теңсіздікті де білдіруі мүмкін», - деп жазады Харари.

Ғылыми фантаст жазушылардың ескі арманы - білім мен дағдыларды миға жылдам және тікелей «жүктеу» әдісін жасау. DARPA дәл осы мақсатты көздейтін ғылыми жобаны қолға алған екен. Бағдарлама шақырылды Мақсатты нейропластикалық оқыту (TNT) синаптикалық пластиканың артықшылығын пайдаланатын манипуляциялар арқылы ақыл-ойдың жаңа білім алу процесін жеделдетуге бағытталған. Зерттеушілер синапстарды нейростимуляциялау арқылы оларды ғылымның мәні болып табылатын байланыстарды жасаудың тұрақты және реттелген механизміне ауыстыруға болады деп санайды.

Мақсатты нейропластикалық жаттығулардың үлгісі

CRISPR MS Word сияқты

Қазіргі уақытта бұл бізге сенімсіз болып көрінгенімен, ғылым әлемінде әлі де бұл туралы есептер бар өлімнің ақыры жақын. Тіпті ісіктер. Науқастың иммундық жүйесінің жасушаларын қатерлі ісікке «сәйкес келетін» молекулалармен жабдықтау арқылы иммунотерапия өте табысты болды. Зерттеу барысында жедел лимфобластикалық лейкозбен ауыратын науқастардың 94%-да (!) симптомдар жойылды. Қанның ісік аурулары бар науқастарда бұл пайыздық көрсеткіш 80% құрайды.

Және бұл тек кіріспе, өйткені бұл соңғы айлардың нағыз хиті. CRISPR генін өңдеу әдісі. Мұның өзі генді өңдеу процесін MS Word бағдарламасындағы мәтінді өңдеумен салыстыратын нәрсеге айналдырады - тиімді және салыстырмалы түрде қарапайым операция.

CRISPR ағылшын тіліндегі терминді білдіреді («жинақталған тұрақты үзілген палиндромдық қысқа қайталаулар»). Бұл әдіс ракпен зақымдалған жасушаларды қалпына келтіру, тіпті қатерлі ісік ауруын толығымен жою, жою үшін ДНҚ кодын өңдеуден тұрады (сынған фрагменттерді кесу, оларды жаңасымен ауыстыру немесе мәтіндік процессорлардағыдай ДНҚ коды фрагменттерін қосу) бұл жасушалардан. CRISPR табиғатты, атап айтқанда, вирустардың шабуылдарынан қорғану үшін бактериялар қолданатын әдісті еліктейтіні айтылады. Дегенмен, ГМО-дан айырмашылығы, гендердің өзгеруі басқа түрлердің гендеріне әкелмейді.

CRISPR әдісінің тарихы 1987 жылдан басталады. Содан кейін жапондық зерттеушілер тобы бактерия геномында өте тән емес бірнеше фрагменттерді тапты. Олар мүлдем басқа бөлімдермен бөлінген бес бірдей реттілік түрінде болды. Ғалымдар мұны түсінбеді. Бұл жағдай басқа бактерия түрлерінен ұқсас ДНҚ тізбегі табылғанда ғана көбірек назар аударды. Осылайша, камераларда олар маңызды нәрсеге қызмет етуі керек еді. 2002 жылы Рууд Янсен Нидерландыдағы Утрехт университетінің қызметкері бұл тізбектерді CRISPR деп атауға шешім қабылдады. Янсен командасы сонымен бірге құпия тізбектер әрқашан ферментті кодтайтын генмен бірге жүретінін анықтады. Cas9ол ДНҚ тізбегін кесіп тастай алады.

Бірнеше жылдан кейін ғалымдар бұл тізбектердің қызметі қандай екенін анықтады. Вирус бактерияға шабуыл жасағанда, Cas9 ферменті оның ДНҚ-сын ұстап алады, оны кесіп алады және бактерия геномындағы бірдей CRISPR тізбегі арасында қысады. Бұл үлгі бактериялар вирустың бір түрімен қайтадан шабуылдағанда пайдалы болады. Сонда бактериялар оны бірден танып, жояды. Көптеген жылдар бойы жүргізілген зерттеулерден кейін ғалымдар CRISPR Cas9 ферментімен бірге зертханада ДНҚ-ны манипуляциялау үшін қолданылуы мүмкін деген қорытындыға келді. Зерттеу топтары Дженнифер Даудна АҚШ-тың Беркли университетінен және Эммануэль Шарпентье Швециядағы Умеа университетінен 2012 жылы бактериялық жүйе өзгертілген кезде мүмкіндік беретінін жариялады кез келген ДНҚ фрагментін өңдеу: одан гендерді кесіп алуға, жаңа гендер енгізуге, оларды қосуға немесе өшіруге болады.

Әдістің өзі деп аталады CRISPR-Cas9, ол генетикалық ақпаратты тасымалдауға жауапты мРНҚ арқылы бөгде ДНҚ-ны тану арқылы жұмыс істейді. Содан кейін бүкіл CRISPR тізбегі вирустық ДНҚ фрагментін және CRISPR тізбегін қамтитын қысқа фрагменттерге (crRNA) бөлінеді. CRISPR тізбегіндегі осы ақпарат негізінде вирустың белгілі бір жазбасы болып табылатын гРНҚ-мен бірге түзілген crRNA-ға қосылатын тракрРНҚ жасалады, оның қолтаңбасы жасушаның есінде қалады және вируспен күресуде қолданылады.

Инфекция болған жағдайда шабуылдаушы вирустың үлгісі болып табылатын gRNA Cas9 ферментімен байланысады және шабуылдаушыны бөліктерге бөледі, бұл оларды мүлдем зиянсыз етеді. Содан кейін кесілген бөліктер CRISPR тізбегіне, арнайы қауіп дерекқорына қосылады. Техниканы одан әрі дамыту барысында адам гендерге араласуға, оларды ауыстыруға немесе қауіпті фрагменттерді кесуге мүмкіндік беретін гРНҚ жасай алады.

Өткен жылы Чэнду қаласындағы Сычуань университетінің онкологтары CRISPR-Cas9 әдісін қолданып, генді өңдеу әдісін сынай бастады. Бұл революциялық әдіс қатерлі ісікке шалдыққан адамға алғаш рет сынақтан өтті. Агрессивті өкпе обырымен ауыратын науқас аурумен күресуге көмектесетін модификацияланған гендері бар жасушаларды алды. Олар одан жасушаларды алып, өз жасушаларының қатерлі ісікке қарсы әрекетін әлсірететін ген үшін кесіп алып, пациентке қайтадан енгізді. Мұндай модификацияланған жасушалар ракпен жақсы күресуі керек.

Бұл әдіс арзан және қарапайым болуымен қатар, тағы бір үлкен артықшылығы бар: модификацияланған жасушаларды қайта енгізу алдында мұқият тексеруге болады. олар пациенттен тыс өзгереді. Олар одан қан алады, тиісті манипуляцияларды жүргізеді, сәйкес жасушаларды таңдап, содан кейін ғана енгізеді. Қауіпсіздік мұндай жасушаларды тікелей тамақтандырып, не болатынын күткенге қарағанда әлдеқайда жоғары.

яғни генетикалық бағдарламаланған бала

Біз нені өзгерте аламыз Генетикалық инженерия? Бұл көп болып шығады. Бұл әдіс өсімдіктердің, аралардың, шошқалардың, иттердің және тіпті адам эмбриондарының ДНҚ-сын өзгерту үшін қолданылатыны туралы есептер бар. Бізде саңырауқұлақтардан қорғай алатын дақылдар, балғындығы ұзаққа созылатын көкөністер немесе қауіпті вирустарға қарсы иммунитеті бар ауылшаруашылық жануарлары туралы ақпарат бар. CRISPR сонымен қатар безгекті тарататын масаларды өзгерту бойынша жұмыс жасауға мүмкіндік берді. CRISPR көмегімен бұл жәндіктердің ДНҚ-сына микробтық төзімділік генін енгізу мүмкін болды. Және олардың барлық ұрпақтары мұрагерлік жолмен - ерекшеліксіз.

Дегенмен, ДНҚ кодтарын өзгертудің қарапайымдылығы көптеген этикалық дилеммаларды тудырады. Бұл әдісті қатерлі ісікпен ауыратын науқастарды емдеу үшін қолдануға болатынына күмән жоқ, бірақ оны семіздікке немесе тіпті ақшыл шашқа қатысты проблемаларды емдеу үшін қолдануды қарастыратын болсақ, ол біршама ерекшеленеді. Адам гендеріне интерференция шегін қайда қою керек? Науқастың генін өзгерту қолайлы болуы мүмкін, бірақ эмбриондардағы гендердің өзгеруі де келесі ұрпаққа автоматты түрде беріледі, оны жақсылыққа, сонымен бірге адамзатқа зиян келтіруге болады.

2014 жылы американдық зерттеуші тышқандарға CRISPR элементтерін енгізу үшін вирустарды өзгерткенін жариялады. Онда жасалған ДНҚ белсендіріліп, адамда өкпенің қатерлі ісігінің баламасын тудыратын мутация тудырды... Сол сияқты, теориялық тұрғыдан адамда қатерлі ісік тудыратын биологиялық ДНҚ-ны жасауға болады. 2015 жылы қытайлық зерттеушілер CRISPR әдісін мутациялары таласемия деп аталатын тұқым қуалайтын ауруға әкелетін адам эмбриондарының гендерін өзгерту үшін қолданғанын хабарлады. Емдеу даулы болды. Әлемдегі ең маңызды екі ғылыми журнал – Nature and Science қытайлықтардың жұмысын жариялаудан бас тартты. Ол ақырында Protein & Cell журналында пайда болды. Айтпақшы, Қытайда кем дегенде төрт басқа зерттеу тобы да адам эмбриондарының генетикалық модификациясымен айналысады деген ақпарат бар. Бұл зерттеулердің алғашқы нәтижелері қазірдің өзінде белгілі - ғалымдар эмбрионның ДНҚ-сына АИТВ инфекциясына иммунитет беретін генді енгізді.

Көптеген сарапшылар жасанды түрде өзгертілген гендері бар баланың дүниеге келуі тек уақыт мәселесі деп санайды.