Mange av oss er født med egenskaper som hjelper oss å konkurrere bedre i samfunnet: skjønnhet, intelligens, spektakulært utseende eller fysisk styrke. På grunn av suksessen med genetikk begynner det å virke som om at vi snart vil bli tilgjengelige for noe som tidligere ikke var underlagt - "design" mennesker selv før fødselen. Å spørre om de nødvendige egenskapene, hvis de ikke er gitt av naturen, og forutbestemme mulighetene som er så nødvendige i livet. Vi gjør dette med biler og andre livløse gjenstander, men nå som det menneskelige genomet er blitt dekodet og vi allerede lærer å redigere det, ser det ut til at vi nærmer oss fremveksten av de såkalte "designer", "projiserte" barna. Virker det slik eller vil det snart bli virkelighet?
Lulu og Nana fra Pandora's Box
Fødselen til de første barna med et modifisert genom ved slutten av 2019 forårsaket en alvorlig resonans i det vitenskapelige samfunnet og blant publikum. Han Jiankui, biolog ved Southern University of Science and Technology, Kina (SUSTech) - 19. november 2018, på terskelen til det andre internasjonale toppmøtet om redigering av menneskelig genom i Hong Kong, i et intervju med Associated Press, kunngjorde fødselen til de første barna i historien med et redigert genom.
Tvillingjentene ble født i Kina. Navnene deres, i tillegg til foreldrenes navn, ble ikke avslørt: de første "GMO-barna" på planeten er kjent som Lulu og Nana. Ifølge forskeren er jentene sunne, og interferens med genomet har gjort tvillingene immun mot HIV.
Hendelsen, som kan virke som et nytt skritt i utviklingen av menneskeheten, eller i det minste medisin, som allerede nevnt, forårsaket ikke positive følelser blant forskerens kolleger. Tvert imot ble han fordømt. Offentlige etater i Kina har startet en etterforskning, og alle eksperimenter med det menneskelige genomet i landet er midlertidig forbudt.
Han Jiankui.
Eksperimentet, ikke verdsatt av publikum, var som følger. Vitenskapsmannen tok sæd og egg fra de fremtidige foreldrene, utførte in vitro befruktning med dem, han redigerte genomene til de resulterende embryoene ved hjelp av CRISPR / Cas9-metoden. Etter at embryoene ble implantert i slimhinnen i kvinnens livmor, ble jentenes fremtidige mor ikke smittet med HIV, i motsetning til faren, som var bærer av viruset.
Kampanjevideo:
CCR5-genet, som koder for et membranprotein som brukes av humant immunsviktvirus for å komme inn i celler, ble redigert. Hvis den modifiseres, vil en person med en slik kunstig mutasjon være motstandsdyktig mot infeksjon med viruset.
Lulu og Nana.
Mutasjonen som He Jiankui prøvde å lage kunstig kalles CCR5 Δ32: den finnes også i naturen, men bare hos noen få mennesker, og har lenge tiltrukket seg forskere. Eksperimenter på mus i 2016 viste at CCR5 Δ32 påvirker hippocampus-funksjonen og forbedret hukommelsen betydelig. Dens bærere er ikke bare immun mot HIV, men kommer seg også raskere etter hjerneslag eller traumatisk hjerneskade, har bedre hukommelse og læringsevner enn “vanlige” mennesker.
Imidlertid kan ingen forskere så langt garantere at CCR5 Δ32 ikke har noen ukjente risikoer, og at slike manipulasjoner med CCR5-genet ikke vil føre til negative konsekvenser for bæreren av mutasjonen. Nå er den eneste negative konsekvensen av en slik mutasjon kjent: Eiernes organisme er mer utsatt for West Nile feber, men denne sykdommen er ganske sjelden.
I mellomtiden har universitetet der den kinesiske vitenskapsmannen jobbet, avsagt sin ansatte. Alma mater uttalte at de ikke visste om He Jiankuis eksperimenter, som de kalte grovt brudd på etiske prinsipper og vitenskapelig praksis, og han var engasjert i dem utenfor institusjonens vegger.
Det skal bemerkes at selve prosjektet ikke mottok uavhengig bekreftelse og ikke bestod peer review, og resultatene ble ikke publisert i vitenskapelige tidsskrifter. Alt vi har er bare vitenskapsmannens uttalelser.
Han Jiankuis arbeid brøt det internasjonale moratoriet for slike eksperimenter. Forbudet er etablert på lovgivningsnivå i nesten alle land. Kollegaer til genetikeren er enige om at bruk av CRISPR / Cas9 genomisk redigeringsteknologi hos mennesker medfører enorme risikoer.
Men det viktigste poenget med kritikk er at arbeidet til en kinesisk genetiker ikke har noe innovativt: ingen har gjort slike eksperimenter før på grunn av frykt for uforutsigbare konsekvenser, fordi vi ikke vet hvilke problemer modifiserte gener kan skape for deres bærere og etterkommere.
Som den britiske genetikeren Maryam Khosravi sa på sin Twitter-konto: "Hvis vi kan gjøre noe, betyr det ikke at vi må gjøre det."
Forresten, i oktober 2018, selv før den sjokkerende uttalelsen fra den kinesiske forskeren, kunngjorde russiske genetikere fra National Medical Research Center of Obstetrics, Gynecology and Perinatology oppkalt etter Kulakov den vellykkede endringen av CCR5-genet ved hjelp av CRISPR / Cas9 genomredaktør og å skaffe embryoer som ikke er utsatt for HIV-handling. Naturligvis ble de ødelagt, slik at det ikke kom til fødselen av barn.
40 år før
Spol fremover i tiår. I juli 1978 ble Louise Brown født i Storbritannia - det første barnet som ble født som et resultat av in vitro befruktning. Da forårsaket fødselen hennes mye støy og indignasjon, og gikk til foreldrene til "reagensglassbarnet" og forskerne, som fikk kallenavnet "Frankensteins leger".
Louise Brown. I barndommen og nå.
Men hvis den suksessen skremte noen, ga den andre håp. Så i dag på planeten er det mer enn åtte millioner mennesker som skylder sin fødsel til IVF-teknikken, og mange fordommer som var populære da, er blitt fjernet.
Det var sant at det var en bekymring til: siden IVF-metoden forutsetter at et "klart" menneskelig embryo plasseres i livmoren, kan det bli genetisk modifisert før implantasjon. Som vi kan se, er det etter noen tiår akkurat det som skjedde.
IVF-prosedyre.
Så kan det trekkes en parallell mellom de to hendelsene - fødselen til Louise Brown og de kinesiske tvillingene Lula og Nana? Er det verdt å argumentere for at Pandoras eske er åpen, og veldig snart vil det være mulig å "bestille" et barn opprettet i henhold til et prosjekt, det vil si en designer. Og viktigst av alt - vil samfunnets holdning til slike barn endres, ettersom den praktisk talt har endret seg mot barn "fra et prøverør" i dag?
Valg av embryo eller genetisk modifikasjon?
Imidlertid bringer ikke bare genomredigering oss nærmere en fremtid der barn vil ha forhåndsplanlagte kvaliteter. Lulu og Nana skylder fødselen deres ikke bare til CRISPR / Cas9-genredigeringsteknologi og IVF, men også til genetisk diagnose av embryoer (PGD) før implantasjon. Under eksperimentet brukte He Jiankui PGD av redigerte embryoer for å oppdage kimerisme og feil utenfor målet.
Og hvis redigering av menneskelige embryoer er forbudt, så er ikke preimplantasjon genetisk diagnostikk, som består i sekvensering av genomet til visse arvelige genetiske sykdommer, og det påfølgende utvalget av sunne embryoer ikke. PGD er et slags alternativ til prenatal diagnostikk, bare uten behov for å avslutte graviditet hvis genetiske abnormiteter blir funnet.
I prosessen med PGD blir embryoer oppnådd ved in vitro befruktning utsatt for genetisk screening. Prosedyren innebærer å trekke ut celler fra embryoene på et veldig tidlig utviklingsstadium og lese deres genomer. Hele eller deler av DNA leses for å bestemme hvilke varianter av gener det bærer. Etterpå vil de kommende foreldrene kunne velge hvilke embryoer som skal implanteres i håp om graviditet.
Preim. lantational genetisk diagnose (PGD).
Preimplantasjon genetisk diagnose blir allerede brukt av par som tror de bærer gener for visse arvelige sykdommer for å identifisere embryoer som mangler disse genene. I USA brukes slike tester i omtrent 5% av IVF-tilfellene. Det utføres vanligvis på tre til fem dager gamle embryoer. Slike tester kan oppdage gener som bærer rundt 250 sykdommer, inkludert talassemi, tidlig Alzheimers sykdom og cystisk fibrose.
Men i dag er PGD ikke veldig attraktiv som en teknologi for å designe barn. Fremgangsmåten for å skaffe egg er ubehagelig, medfører risiko og gir ikke det nødvendige antall celler for valg. Men alt vil endre seg så snart det blir mulig å få flere egg for befruktning (for eksempel fra hudceller), og samtidig vil hastigheten og prisen på genomsekvensering øke.
Bioetiker Henry Greeley fra Stanford University i California sier: "Nesten alt du kan gjøre med genredigering, du kan gjøre med embryovalg."
Er DNA Destiny?
Ifølge eksperter vil fremgang i teknologier for å lese den genetiske koden som er registrert i kromosomene våre i de kommende tiårene gi et økende antall mennesker muligheten til å sekvensere sine gener. Men å bruke genetiske data for å forutsi hvilken type person et embryo blir, er vanskeligere enn det høres ut.
Mange tror at det er en direkte og entydig sammenheng mellom genene og egenskapene deres. Ideen om eksistensen av gener som er direkte ansvarlige for intelligens, homofili, eller for eksempel musikalske evner, er utbredt. Men selv med eksemplet med det nevnte CCR5-genet, en endring som påvirker hjernen, så vi at alt ikke er så enkelt.
Det er mange - for det meste sjeldne - genetiske sykdommer som kan gjenkjennes nøyaktig ved en spesifikk genmutasjon. Som regel er det virkelig en direkte sammenheng mellom et slikt genet sammenbrudd og sykdommen.
De vanligste sykdommene eller medisinske predisposisjonene - diabetes, hjertesykdom eller visse kreftformer - er forbundet med flere eller til og med mange gener og kan ikke forutsies med noen sikkerhet. I tillegg er de avhengige av mange miljøfaktorer - for eksempel av en persons kosthold.
Men når det gjelder mer komplekse ting som personlighet og intelligens, vet vi ikke mye om hvilke gener som er involvert. Forskere mister imidlertid ikke sin positive holdning. Etter hvert som antall personer hvis genom er blitt sekvensert øker, vil vi kunne lære mer om dette området.
I mellomtiden, Euan Birney, direktør for European Institute of Bioinformatics i Cambridge, og antydet at genomkoding ikke vil svare på alle spørsmål, bemerker: "Vi må komme vekk fra ideen om at DNAet ditt er din skjebne."
Dirigent og orkester
Dette er imidlertid ikke alt. Ikke bare gener er ansvarlige for vår intelligens, karakter, kroppsbygning og utseende, men også epigener - spesifikke koder som bestemmer aktiviteten til gener, men påvirker ikke den primære strukturen til DNA.
Hvis genomet er et sett med gener i kroppen vår, er epigenomet et sett med koder som bestemmer aktiviteten til gener, et slags reguleringslag som så å si ligger på toppen av genomet. Som svar på eksterne faktorer kommanderer han hvilke gener som skal fungere og hvilke som skal sove. Epigenomet er dirigent, genomet er orkesteret, der hver musiker har sin egen del.
Slike kommandoer påvirker ikke DNA-sekvenser, de slår bare på (uttrykker) noen gener og slår av (undertrykker) andre. Dermed fungerer ikke alle gener som er på kromosomene våre. Manifestasjonen av et bestemt fenotypisk trekk, evnen til å samhandle med miljøet, og til og med aldringsgraden, avhenger av hvilket gen som er blokkert eller blokkert.
Den mest kjente og antas den viktigste epigenetiske mekanismen er DNA-metylering, tilsetning av CH3-gruppen av DNA-enzymer - metyltransferaser til cytosin - en av de fire nitrogenholdige basene i DNA.
Epigenome.
Når en metylgruppe er festet til cytosinet til et bestemt gen, blir genet slått av. Men overraskende, i en slik "sovende" tilstand, overføres genet til avkommet. En slik overføring av karakterer som ervervet av levende ting i løpet av livet kalles epigenetisk arv, som vedvarer i flere generasjoner.
Epigenetikk - vitenskapen kalte lillesøster for genetikk - studerer hvordan å slå gener på og av påvirker våre fenotypiske egenskaper. I følge mange eksperter er det i utviklingen av epigenetikk at den fremtidige suksessen med teknologien for å skape designerbarn ligger.
Ved å legge til eller fjerne epigenetiske "merker" kan vi, uten å påvirke DNA-sekvensen, bekjempe begge sykdommene som har oppstått under påvirkning av ugunstige faktorer, og utvide "katalogen" over det planlagte barns designegenskaper.
Er Gattaki-scenariet og annen frykt ekte?
Mange frykter at fra redigering av genomet - for å unngå alvorlige genetiske sykdommer - vil vi gå videre til å forbedre mennesker, og der er det ikke langt før supermannens utseende eller forgreningen av menneskeheten til biologiske kaster, slik Yuval Noah Harari forutsier.
Bioetiker Ronald Greene fra Dartmouth College i New Hampshire mener teknologiske fremskritt kan gjøre "menneskelig design" mer tilgjengelig. I løpet av de neste 40-50 årene, sier han, “vil vi se bruk av genredigering og reproduksjonsteknologi for å forbedre mennesker; vi kan velge farge på øyne og hår for barnet vårt, vi vil ha forbedret atletisk evne, lese- eller regneferdigheter, og så videre."
Imidlertid er fremveksten av designerbarn ikke bare uforutsigbare medisinske konsekvenser, men også utvidet sosial ulikhet.
Som bioetisk forsker Henry Greeley påpeker, kan en oppnåelig forbedring av helsen på 10-20% gjennom PGD, i tillegg til fordelene rikdom allerede gir, føre til et større gap i helsestatusen til rike og fattige - både i samfunnet og mellom land.
Og nå i fantasien er det forferdelige bilder av en genetisk elite, som den som er avbildet i den dystopiske thrilleren "Gattaca": fremdriften av teknologi har ført til at eugenikk ikke lenger betraktes som et brudd på moralske og etiske normer, og produksjonen av ideelle mennesker blir satt i gang. I denne verden er menneskeheten delt inn i to sosiale klasser - "valid" og "in-valid". Førstnevnte er som regel et resultat av foreldrenes besøk til legen, og sistnevnte er et resultat av naturlig befruktning. Alle dører er åpne for "gode", og "uegnet" er som regel overbord.
Fortsatt fra filmen "Gattaca" (1997, USA).
La oss gå tilbake til vår virkelighet. Vi bemerket at det ennå ikke er mulig å forutsi konsekvensene av interferens med DNA-sekvensen: genetikk gir ikke svar på mange spørsmål, og epigenetikk er faktisk i et tidlig utviklingsstadium. Hvert eksperiment med fødsel av barn med et modifisert genom er en betydelig risiko for at det på lang sikt kan bli et problem for slike barn, deres etterkommere og muligens for hele menneskearten.
Men fremgangen med teknologi på dette området, etter å ha reddet oss, sannsynligvis fra noen problemer, vil legge til nye. Fremveksten av designerbarn, perfekt i alle henseender, som, etter å ha modnet, vil bli medlemmer av samfunnet, kan skape et alvorlig problem i form av å utdype sosial ulikhet allerede på genetisk nivå.
Det er et annet problem: vi så ikke på temaet som ble vurdert gjennom et barns øyne. Noen ganger har folk en tendens til å overvurdere vitenskapens evner, og fristelsen til å erstatte behovet for møysommelig omsorg for barnet sitt, hans oppdragelse og studier med å betale regninger i en spesialisert klinikk kan være stor. Hva om designergutten, som det er investert så mye penger i og som har så mange forventninger, ikke kommer til håp? Hvis han til tross for intelligensen som er programmert i genene og et spektakulært utseende, ikke blir det de ønsket å gjøre? Gener er ikke skjebne ennå.
