Не е тайна, че бъдещето на биологията, медицината, селското стопанство и цяла редица други науки и индустрии е свързано с развитието на генното инженерство. Една от най-обещаващите технологии в тази област се счита за редактиране на гени - CRISPR.
Нека да се запознаем: CRISPR
За първи път те започнаха да говорят за новата технология през 1987 г., когато японски учени откриха повторения на групи от поредици с неизвестно предназначение в ДНК на E. coli. Те бяха наречени трудни: кратки палиндромни (четете еднакво и в двете посоки) повторения, редовно подредени в групи (Клъстерирани Редовни Interspaced кратки палиндромни повторения).
Защо са необходими тези фрагменти, стана ясно едва десет години по-късно. Оказа се, че палиндромните повторения, като част от имунната система, съхраняват „разрез“на генетичния материал на вируси, срещани преди това от бактериите. В случай на нова вирусна атака, тази „база данни“помага на клетката да разпознава по-бързо врага и съответно да го унищожава по-бързо.
Това откритие не предизвика голям интерес в по-широката научна общност, докато биолозите от Калифорнийския университет Дженифър Дудна и Емануел Шарпентие не разбраха, че механизмът за разпознаване и унищожаване на вируси може да бъде контролиран. Както подчертават авторите на откритието в научна публикация през 2012 г., чрез изкуствено въвеждане на определен фрагмент от ДНК в „базата данни“е възможно навсякъде да се изреже всеки избран геном. Година по-късно е направена следващата стъпка: парче ДНК се инжектира в клетката, която се възстановява след разрязването, което съвпада в краищата с отрязаната хромозома. В същото време всичко може да бъде по средата - килията не разпознава замяната и спокойно вгражда „троянския кон“в неговата структура.
Ето как човечеството получи CRISPR, технология за манипулация на генома, която надминава всички предишни по отношение на достъпност, точност и ефективност. Потенциалът на техниката е такъв, че учените се надяват да я използват за решаване на някои от световните глобални проблеми.
Промоционално видео:
Достатъчно храна за всички
Например, CRISPR може трайно да премахне заплахата от недостиг на храна, като изведе селското стопанство и преработката на храните на съвсем ново ниво. Експериментите в тази посока вече са в ход.
В Калифорнийския университет в Бъркли се разработва вид какаово зърно, което няма да се страхува от болести и гъбични инфекции. DuPont Pioneer, със седалище в Де Мойн, Айова, обяви, че ще пусне ревизиран царевичен хибрид през 2020 г. А китайските учени вече са успели да използват CRISPR за увеличаване на добива на ориз и в същото време са разработили студоустойчива порода свине, която се справя чудесно в свине без нагряване.
С помощта на CRISPR технологията мога да се уверя, че мъжете вече не се раждат в популацията на комари. Дори Бил Гейтс се заинтересува чрез това: той предложи на учените да въведат естествени пестициди и хербициди в растенията, което би трябвало да доведе до увеличаване на добива и по-добро съхранение на него и дори до намаляване на разходите за поддръжка на засаждането.
Може би единственото, което не позволява генетично модифицираните продукти да поемат рафтовете в магазините и в нашите хладилници, е общественото мнение. Хората се страхуват от продукти, получени, по тяхно мнение, неестествено и са готови да плащат прекомерни цени за така наречената естествена храна, отглеждана без никакви химически добавки или други интервенции. Въпреки това, неотдавнашното откритие от група учени от Санкт Петербургския държавен университет и Института по молекулярна биология в Страсбург може да разклати увереността в това, което трябва да се счита за естествено и естествено. Проучвайки няколкостотин вида растения, те откриха генетично модифицирани организми, създадени от самата природа. Сред тях бяха най-близките роднини на тютюн, сладки картофи, фъстъци, орехи, чай, червени боровинки, хмел … Както подчерта съавторът на откритието,Професор Татяна Матвеева: "Нашите изследвания показват, че човечеството е било постоянно изправено пред ГМО през цялата си история."
Болестите ще бъдат излекувани преди раждането
Но лекарите проявиха много по-голям интерес към новата техника. В действителност, никоя друга индустрия не може да редактира гени толкова широко и полезно, колкото в медицината.
Първият опит в света да редактира генома на възрастен е направен през 2017 г. в Калифорния. В експеримента се съгласи да участва 44-годишният Брайън Мадо, страдащ от мукополизахаридоза тип II (синдром на Хънтър), поради която той вече е претърпял 26 операции. Мъжът щял да се ожени и да живее с избраника си възможно най-дълго и затова решил на необичайно лечение: да получи липсващия ген. При успех повече от 10 хиляди души биха намерили надежда за възстановяване (това е колко хора на Земята имат синдром на Хънтър). За съжаление, изчисленията на лекарите не бяха оправдани и нямаше пробив в медицината.
Много по-ефективно беше въздействието върху генома на все още развиващ се организъм, което беше извършено от учен от Китай Jiankui He. Миналия ноември той шокира света с обявяването на раждането на първите деца, редактирани от генома - момичета близнаци Лулу и Нана. Изкуствената мутация ги направи имунизирани срещу ХИВ. Решено е да се прибегне до редактиране, тъй като бащата на момичетата, чието име е скрито зад псевдонима Марк, е заразен.
Няколко клиники, специализирани в проблемите на плодовитостта, веднага проявиха интерес към проекта на китайския учен: техните ръководители разсъждаваха, че много родители биха искали да дарят своето потомство с резистентност към „чумата на 20 век“. Но с помощта на редактиране на гени е възможно да се спаси човечеството не само от ХИВ, но и от сърповидно-клетъчна анемия, рак на гърдата и яйчниците и много по-сериозни заболявания.
Палката от Той вече е прихванат от служител на Московския научен център по акушерство, гинекология и перинатология, кръстен на академик В. И. Кулакова Денис Ребриков. Той ще редактира генома на оплодените ембриони на пет вродени глухи двойки, така че децата да не наследят проблема на родителите си. Денис Ребриков вече е започнал работа: той извършва генетично редактиране на яйца, взети от жена с нормален слух - това е необходимо за проучване и предотвратяване на възможни странични ефекти. Резултатите от експериментите Ребриков обеща да публикува. Досега една от предполагаемите пет брачни двойки е дала съгласие да участва в по-нататъшни експерименти.
Цивилизация на "изкуствените" хора?
Научният свят и широката общественост бяха предпазливи от редактирането на ембриони. Пионерът, Jiankui He, беше особено критикуван. Някой говори за недопустимостта на експериментите върху хора, някой казва, че технологията CRISPR все още не е разработена и следователно не е безопасна. Но една от основните, макар и да не е изразена, е, че има само една стъпка от намеса в генома на ембриона за терапевтични цели до създаването на „дизайнерски бебета“с ясно определени параметри на външен вид, интелигентност, психотип… И това, както се казва, съвсем различна история, в която засега има повече въпроси, отколкото отговори.
Ами ако родителите искат да „настроят“нероденото дете по напълно заблуден начин - да му придадат чертите на Майкъл Джексън или да отглеждат ангелски крила на гърба му? Кой ще защитава правото на неродените деца да бъдат себе си? Ще бъдат ли изкуствените хора считани за пълноправни членове на обществото? Ако в началото генетичният дизайн не е достъпен за всички, това няма ли да доведе до разделение на обществото на „подобрени“богати и естествени (чети - „най-лоши“) бедни? Или касти, първоначално предназначени да свършат определена работа, както в Brave New World от Aldous Huxley?
Единственото, което може да се каже сега, е, че „дизайнерските“бебета все още са фантазия. Настоящото ниво на генетичните технологии не позволява правилното адаптиране на много гени, отговорни за интелигентността, способността за музика или живопис, физическата сила и издръжливостта. Няма съмнение обаче, че ще дойде денят, когато това ще бъде възможно. И тогава нашите потомци ще трябва да решават несравними етични проблеми, да съставят нови закони и да живеят в съответствие с тях в общество, напълно немислимо сега, редактирано на генно ниво.
Списание: Тайните на 20 век №51. Автор: Светлана Йолкина