Көчүрүү жана чаптоо - Адамдын дизайнына бир кадам

30-жылдары Олдос Хаксли өзүнүн атактуу романында «Кайраттуу жаңы дүйнө» келечектеги кызматкерлердин генетикалык тандоосу деп аталган нерсени сүрөттөгөн - генетикалык ачкычтын негизинде белгилүү бир адамдар белгилүү бир социалдык функцияларды аткарууга дайындалат.

Хаксли туулган күндөрдүн өзүн да, андан кийин идеалдаштырылган коомдо жашоого сиңирүүнү да эске алуу менен сырткы көрүнүшү жана мүнөзү каалаган өзгөчөлүктөргө ээ болгон балдардын "дегумминациясы" жөнүндө жазган.

"Адамдарды жакшыраак адамдар кылуу 19-кылымдын эң чоң индустриясы болушу мүмкүн" деп болжолдойт ал. Ювал Харары, жакында жарыкка чыккан «Homo Deus» китебинин автору. Израилдик тарыхчы белгилегендей, биздин органдар дагы эле 200 сайын бирдей иштейт. көп жыл мурда. Бирок, ал кадыр-барктуу адам бир топ кымбат болушу мүмкүн экенин кошумчалайт, бул социалдык теңсиздикти жаңы чен-өлчөмгө алып барат. "Тарыхта биринчи жолу экономикалык теңсиздик биологиялык теңсиздикти да билдириши мүмкүн" деп жазат Харари.

Илимий фантаст жазуучуларынын көптөн берки кыялы – билим менен көндүмдөрдү мээге тез жана түз “жүктөө” ыкмасын иштеп чыгуу. Көрсө, DARPA дал ушул максатты көздөгөн изилдөө долбоорун баштаган экен. деп аталган программасы Максаттуу нейропластика боюнча тренинг (TNT) синаптикалык пластикалык мүмкүнчүлүктөн пайдаланган манипуляциялар аркылуу акылдын жаңы билимге ээ болушун тездетүүгө багытталган. Окумуштуулар синапстарды нейростимуляциялоо аркылуу илимдин маңызы болгон байланыштарды түзүүнүн бир кыйла үзгүлтүксүз жана иреттүү механизмине өтүүгө болот деп эсептешет.

Максаттуу нейропластикалык тренингдин модели

CRISPR MS Word сыяктуу

Бул учурда биз үчүн ишеничтүү көрүнгөнү менен, илим дүйнөсүндө дагы деле бул тууралуу маалыматтар бар өлүмдүн акыры жакындап калды. Ал тургай, шишик. Оорулуунун иммундук системасынын клеткаларын рак оорусуна "тайык" молекулалар менен жабдуу менен иммунотерапия абдан ийгиликтүү болду. Изилдөө учурунда курч лимфобластикалык лейкоз менен ооругандардын 94%ында (!) симптомдор жоголгон. Кандын шишик оорулары менен ооругандарда бул пайыз 80% түзөт.

Жана бул жөн гана киришүү, анткени бул акыркы айлардын чыныгы хити. CRISPR генди оңдоо ыкмасы. Мунун өзү эле генди түзөтүү процессин айрымдар MS Word программасындагы текстти оңдоого салыштырган нерсеге айлантат - бул эффективдүү жана салыштырмалуу жөнөкөй операция.

CRISPR топтолгон үзгүлтүксүз үзгүлтүккө учураган палиндромдук кыска кайталоолорду билдирет. Бул метод ДНК кодун түзөтүүнү камтыйт (сынган фрагменттерди кесип, аларды жаңылары менен алмаштыруу же тексттик процессорлордогудай ДНК кодунун фрагменттерин кошуу) рактан жабыркаган клеткаларды калыбына келтирүү, ал тургай ракты толугу менен жок кылуу, аны жок кылуу. клеткалардан. CRISPR табиятты туурайт, атап айтканда, бактериялар вирустук чабуулдардан коргонуу үчүн колдонгон ыкма. Бирок, ГМОдон айырмаланып, гендерди өзгөртүү башка түрлөрдүн гендерин киргизбейт.

CRISPR методунун тарыхы 1987-жылдан башталат. Андан кийин жапон изилдөөчүлөрүнүн тобу бактериялык геномдо өтө типтүү эмес бир нече фрагменттерди табышкан. Алар такыр башка бөлүмдөр менен бөлүнгөн беш бирдей ырааттуулукта болгон. Окумуштуулар муну түшүнүшкөн жок. Окшош ДНК тизмеги башка бактериялардын түрлөрүнөн табылганда гана бул окуя көбүрөөк көңүл бурган. Бул клеткаларда алар маанилүү бир нерсеге кызмат кылышы керек дегенди билдирет. 2002-жылы Рууд Янсен Нидерландыдагы Утрехт университетинен бул тизмектерди CRISPR деп аташты. Янсендин командасы ошондой эле сырдуу тизмектердин ар дайым ферментти коддогон ген менен коштолорун аныкташкан. Cas9бул ДНКнын бир жипти кесип алат.

Бир нече жыл өткөндөн кийин, окумуштуулар бул тизмектердин милдети эмне экенин түшүнүштү. Вирус бактерияга кол салганда, Cas9 ферменти анын ДНКсын кармап, аны кесип, бактерия геномундагы окшош CRISPR тизмектеринин ортосунда кысып коёт. Бул шаблон бактерияга бир эле түрдөгү вирус кайрадан чабуул койгондо пайдалуу болот. Ошондо бактериялар аны дароо таанып, жок кылышат. Көп жылдык изилдөөлөрдөн кийин илимпоздор CRISPRды Cas9 ферменти менен бирге лабораторияда ДНКны манипуляциялоо үчүн колдонсо болот деген тыянакка келишти. Изилдөө топтору Дженнифер Даудна АКШдагы Беркли университетинен жана Эммануэль Шарпентье Швециядагы Умеа университетинен 2012-жылы бактериялык система өзгөртүлгөндө уруксат берерин жарыялаган кандайдыр бир ДНК фрагментин түзөтүү: Андан гендерди кесип, жаңы гендерди киргизип, аларды күйгүзүп же өчүрө аласыз.

Методдун өзү деп аталат CRISPR-Cas9, генетикалык маалыматты алып жүрүүгө жооптуу mRNA аркасында чет элдик ДНКны таануу менен иштейт. Андан кийин бүт CRISPR ырааттуулугу вирустук ДНКнын фрагментин жана CRISPR ырааттуулугун камтыган кыска фрагменттерге (crRNAs) бөлүнөт. CRISPR ырааттуулугунда камтылган бул маалыматтын негизинде тракрРНК түзүлөт, ал crRNAга тиркелет, ал грРНК менен бирге түзүлөт, бул вирустун белгилүү бир жазуусу, анын кол тамгасы клетканын эсинде сакталат жана вируска каршы күрөш.

Инфекция болгон учурда чабуулчу вирустун үлгүсү болгон gRNA Cas9 ферментине туташып, чабуулчуну бөлүктөргө бөлүп, аларды толугу менен зыянсыз кылат. Андан кийин кесилген бөлүктөр CRISPR ырааттуулугуна, атайын коркунучтар базасына кошулат. Техниканы андан ары өнүктүрүү менен, адам гендерге кийлигишүүгө, аларды алмаштырууга же коркунучтуу фрагменттерди кесип алууга мүмкүндүк берген гРНКны түзө алаары белгилүү болду.

Өткөн жылы Чэнду шаарындагы Сычуан университетинин онкологдору CRISPR-Cas9 ыкмасын колдонуу менен генди оңдоо ыкмасын сынай башташты. Бул революциялык ыкма рак менен ооруган адамда биринчи жолу сыналды. Агрессивдүү өпкө рагы менен ооруган бейтапка оору менен күрөшүүгө жардам берүү үчүн модификацияланган гендерди камтыган клеткалар берилген. Андан клеткаларды алып, өз клеткаларынын ракка каршы таасирин алсырата турган ген үчүн кесип алып, кайра бейтаптын ичине киргизишти. Мындай модификацияланган клеткалар рак менен жакшыраак күрөшө алышы керек.

Бул ыкма арзан жана жөнөкөй болуу менен бирге дагы бир чоң артыкчылыгы бар – модификацияланган клеткаларды кайра киргизүүдөн мурун аларды кылдат текшерүүдөн өткөрүүгө болот, анткени алар бейтаптын сыртында өзгөртүлгөн. Андан кан алынып, тиешелүү манипуляциялар жасалып, тиешелүү клеткалар тандалып, андан кийин гана сайылат. Мындай клеткаларды түздөн-түз азыктандырып, эмне болорун күткөнүбүзгө караганда коопсуздук алда канча жогору.

башкача айтканда, генетикалык жактан программаланган бала

Эмне менен өзгөртө алабыз Гендик инженерия? Бул көп чыгат. Бул ыкма өсүмдүктөрдүн, аарылардын, чочколордун, иттердин жана ал тургай адамдын эмбриондорунун ДНКсын өзгөртүү үчүн колдонулуп жатканы тууралуу маалыматтар бар. Бизде козу карындарга кол салуудан коргой турган өсүмдүктөр, көпкө сакталган жашылчалар же коркунучтуу вирустарга каршы иммунитети бар айыл чарба жаныбарлары жөнүндө маалыматтар бар. CRISPR ошондой эле безгекти таратуучу чиркейлерди модификациялоо иштерин жүргүзүүгө мүмкүнчүлүк берди. CRISPRдын жардамы менен бул курт-кумурскалардын ДНКсына микробго каршылык генин киргизүүгө мүмкүн болгон. Жана алардын бардык урпактары аны мурастай тургандай - эч кимге кошпостон.

Бирок ДНК коддорун өзгөртүүнүн оңойлугу көптөгөн этикалык дилеммаларды жаратат. Бул ыкма рак менен ооруган бейтаптарды дарылоо үчүн колдонулушу мүмкүн экенине эч кандай шек жок болсо да, биз семирүү, ал тургай, сары чач көйгөйлөрдү дарылоо үчүн аны колдонуу мүмкүнчүлүгүн карап жатканда, ал бир аз башкача болот. Адамдын генине кийлигишүүнүн чегин кайда коюшубуз керек? Оорулуунун генин өзгөртүү алгылыктуу болушу мүмкүн, бирок эмбриондордогу гендердин өзгөрүшү да автоматтык түрдө кийинки муундарга өтөт, бул жакшылыкка колдонулушу мүмкүн, бирок адамзатка зыян.

2014-жылы америкалык изилдөөчү чычкандарга CRISPR элементтерин киргизүү үчүн вирустарды өзгөрткөнүн жарыялаган. Ал жерде жаратылган ДНК активдештирилип, адамдарда өпкө рагына барабар болгон мутацияга себеп болгон... Ошол сыяктуу эле теориялык жактан адамдарда рак оорусуна себеп болгон биологиялык ДНКны түзүү мүмкүн болмок. 2015-жылы кытайлык изилдөөчүлөр CRISPRды мутациялары таласемия деп аталган тукум куума ооруга алып келген адам эмбриондорундагы гендерди өзгөртүү үчүн колдонушканын билдиришкен. Дарылоо талаш-тартыштарды жаратты. Дүйнөдөгү эң маанилүү эки илимий журнал – Nature and Science кытайлыктардын эмгегин жарыялоодон баш тартты. Акыры Protein & Cell журналында пайда болду. Айтмакчы, Кытайда кеминде төрт башка изилдөө тобу да адам эмбриондорунун генетикалык модификациясы боюнча иштеп жатканы тууралуу маалымат чыкты. Бул изилдөөлөрдүн алгачкы жыйынтыктары белгилүү болду - окумуштуулар эмбриондун ДНКсына ВИЧ инфекциясына каршы иммунитетти камсыз кылган генди киргизишти.

Көптөгөн эксперттер жасалма түрдө өзгөртүлгөн гени бар баланын төрөлүшү убакыттын гана маселеси экенине ишенишет.