Genens Skalpel: Sådan Knækkes Livskoden - Alternativ Visning

Genens Skalpel: Sådan Knækkes Livskoden - Alternativ Visning
Genens Skalpel: Sådan Knækkes Livskoden - Alternativ Visning

Video: Genens Skalpel: Sådan Knækkes Livskoden - Alternativ Visning

Video: Genens Skalpel: Sådan Knækkes Livskoden - Alternativ Visning
Video: Сказки Фонда SCP: Сказки Макса Ломбарди 2024, September
Anonim

De seneste fremskridt inden for videnskab har åbnet adgang til det hellige af helligheder for mennesker - til "livskoden" eller DNA, hvilket giver næsten ubegrænsede muligheder for at omstrukturere enhver levende organisme. Er vi klar til at acceptere en sådan gave fra forskere?

Med et hurtigt blik på Anthony James kontor er det let at gætte, hvad han gør - alle vægge er dækket med billeder af myg, og hylderne er foret med bøger om disse insekter.

Over skrivebordet er der en plakat, der tydeligt viser alle stadier i udviklingen af Aedes aegypti-myg: udklækning af larven fra ægget, dets efterfølgende hvalpe og omdannelse til en voksen. Omfanget af billedet vil gøre endnu uærvrige fans af spændere om blodtørstige gigantiske insekter ryste. På registreringspladen på Anthony's bil er også stolt stemplet med en uforståelig kombination af bogstaver - AEDES.

”I tre årtier har jeg bogstaveligt talt været besat af myg,” siger Anthony James, en molekylærgenetiker ved University of California, Irvine. Der er omkring 3,5 tusinde arter af rigtige myg i naturen, men Anthony er kun interesseret i de mest dødbringende af dem. Et af de slående eksempler er Anopheles gambiae-myg, en bærer af en sygdom, der dræber hundretusinder af mennesker hvert år.

Biogeografer mener, at disse myg kom til Amerika fra Afrika på skibe fra slavehandlere i det 17. århundrede og bragte med sig gul feber, som dræbte millioner af mennesker i den nye verden på det tidspunkt. I dag er disse insekter også blevet bærere af denguefeber, der hvert år inficerer omkring 400 millioner mennesker, chikungunya, West Nile og Zika-vira. (Sidstnævnte rasede i 2015 i Brasilien og Puerto Rico, hvilket førte til udbruddet af en række sygdomme i nervesystemet, herunder en temmelig sjælden lidelse - mikrocephaly: børn fødes med et uforholdsmæssigt lille hoved og en underudviklet hjerne.)

Ved hjælp af CRISPR-teknologi redigerede Anthony individets genom til højre, så den voksne myg ikke længere kunne sprede parasitterne. Fluorescerende proteinmarkører bekræfter operationen var vellykket. Hvis de "redigerede" insekter nu frigøres i det naturlige miljø, vil deres efterkommere gradvist erstatte de sædvanlige bærere af infektionen. Men sagen har endnu ikke nået praktisk handling
Ved hjælp af CRISPR-teknologi redigerede Anthony individets genom til højre, så den voksne myg ikke længere kunne sprede parasitterne. Fluorescerende proteinmarkører bekræfter operationen var vellykket. Hvis de "redigerede" insekter nu frigøres i det naturlige miljø, vil deres efterkommere gradvist erstatte de sædvanlige bærere af infektionen. Men sagen har endnu ikke nået praktisk handling

Ved hjælp af CRISPR-teknologi redigerede Anthony individets genom til højre, så den voksne myg ikke længere kunne sprede parasitterne. Fluorescerende proteinmarkører bekræfter operationen var vellykket. Hvis de "redigerede" insekter nu frigøres i det naturlige miljø, vil deres efterkommere gradvist erstatte de sædvanlige bærere af infektionen. Men sagen har endnu ikke nået praktisk handling.

Myglarver fra Anthony James-laboratoriet ved University of California, Irvine, demonstrerer, hvordan malaria kan udryddes en gang for alle. Begge hører til arten Anopheles stephensi, den største distributør af Plasmodium malaria i asiatiske byer
Myglarver fra Anthony James-laboratoriet ved University of California, Irvine, demonstrerer, hvordan malaria kan udryddes en gang for alle. Begge hører til arten Anopheles stephensi, den største distributør af Plasmodium malaria i asiatiske byer

Myglarver fra Anthony James-laboratoriet ved University of California, Irvine, demonstrerer, hvordan malaria kan udryddes en gang for alle. Begge hører til arten Anopheles stephensi, den største distributør af Plasmodium malaria i asiatiske byer.

Det vigtigste mål, der er sat af Anthony's gruppe, er at finde nøglen til myggenomet og gøre det så de ikke kan sprede farlige sygdomme. Indtil for nylig var hans team praktisk talt alene på den torne vej inden for teoretisk forskning. Alt ændrede sig med fremkomsten af en ny revolutionerende teknologi - CRISPR / Cas9: Anthony's forskning fandt endelig et praktisk grundlag.

Salgsfremmende video:

CRISPR / Cas9 er to komponenter i det bakterielle gensystem, der er ansvarlig for immuniteten hos disse små skabninger. Den første repræsenterer korte palindromiske DNA-gentagelser (på engelsk, klynge regelmæssigt mellemgrænsede korte palindromiske gentagelser eller forkortede CRISPR) arrangeret i regelmæssige grupper, mellem hvilke der er mellemrum (bogstaveligt: "separatorer").

Afstandsholdere repræsenterer faktisk dele af vira-generne og fungerer som et slags kortindeks for genetiske "fingeraftryk" af disse vigtigste fjender af bakterier. Og Cas9 er et protein, der ved hjælp af en guide-RNA - en kopi af et eller andet spacer - kontrollerer de virale DNA-fragmenter, der allerede findes i "kortindekset" med fremmede molekyler fanget i cellen. Og hvis der findes en kamp, skærer den DNA'et fra virussen, der prøver at invadere cellen, hvilket gør det umuligt for det at formere sig.

Det viste sig, at Cas9 kan tilpasses til at arbejde med en hvilken som helst guide-RNA, hvilket betyder, at dette protein kan målrettes til at skære enhver DNA-sekvens, der er en analog til dette RNA. Når der sker et snit i en given del af DNA, er det eneste, der er tilbage, at indsætte det krævede gen i gabet (eller du kan ikke indsætte noget nyt, bare slet det unødvendige gamle). Så gør selve cellen (og ikke kun den bakterielle!) Alt: for det er eliminering af sådanne pauser et rutinearbejde.

Efter at have mestret bakteriernes våben mod vira, har genetikere lært at hurtigt og præcist ændre DNA fra enhver levende organisme på planeten, og mennesket er ingen undtagelse. Faktisk er CRISPR-teknologi en skalpell i hænderne på en genetiker, skarpere og sikrere end en kirurgs stålskalpel. Ved hjælp af en ny metode til genteknologi kan specialister rette nogle genetiske lidelser - redigere mutationer, der fører til muskeldystrofi, cystisk fibrose og endda besejre en af formerne for hepatitis. For nylig har adskillige grupper af videnskabsmænd forsøgt at bruge en ny metode til at "skære" generne til immunhæmmelsesvirussen (HIV), der er indlejret i kromosomer fra humane celler - lymfocytter. Det er for tidligt at tale om en ny mirakelkur mod AIDS, men ifølge mange eksperter findes den netop takket være CRISPR-teknologi.

Et andet område med aktiv søgning er bekæmpelsen af svinevirus, fordi det stadig er umuligt at sætte organtransplantationer fra dyr til mennesker i drift. De forsøger at finde en anvendelse af CRISPR-teknologi til at beskytte truede arter. De begyndte at udføre eksperimenter for at fjerne gener fra DNA fra dyrkede planter for at afværge insektskadedyr fra dem. Hvis dette kan opnås, vil menneskeheden ikke længere helt stole på giftige pesticider.

Ingen af de videnskabelige opdagelser i det forrige århundrede lovede så mange fordele - og det rejste heller ikke så mange etiske spørgsmål. Kan f.eks. Kønsceller redigeres? Når alt kommer til alt indeholder de genetisk materiale, der overføres til de næste generationer - børn, børnebørn og oldebørn af genetisk modificerede individer - og så videre ad infinitum. Det betyder ikke noget, hvilke intentioner genetik vil blive styret af i dette tilfælde - om ønsket om at korrigere en medfødt lidelse, eller ønsket om at forstærke en række nyttige egenskaber - men hvem vil tør forudse alle konsekvenserne af interferens i selve livsgrundlaget?

”Hvis nogen pludselig tør at transformere kimceller, skal han tænke tre gange,” reflekterer Eric Lander, direktør for Broad Institute of Cambridge, som ledede det ikke så længe siden sensationelle Human Genome-projekt. - Og indtil denne våghistighed beviser for offentligheden, at der er gode grunde til en sådan indgriben i menneskets natur, og samfundet ikke accepterer hans bevis, kan der ikke være tale om nogen dyb ændring i genomet. Imidlertid har forskere endnu ikke formået at finde svar på mange etiske spørgsmål. Og jeg ved ikke, hvem og hvornår vil være i stand til at give dem."

Og forsinkelse i dette tilfælde svarer til døden i ordets sandeste forstand. I henhold til prognoser fra de amerikanske centre for sygdomskontrol og -forebyggelse, når den rasende Zika-epidemi i Puerto Rico falder, vil mere end en fjerdedel af øens 3,5 millioner befolkning blive bærere af denne sygdom (baseret på modeller for spredning af andre patogener), der bæres af myg). Det betyder, at tusinder af gravide kvinder risikerer at føde et dødeligt syge eller uundgåeligt barn.

En virkelig effektiv løsning på problemet i øjeblikket er en - at oversvømme hele øen med insekticider, der vil ødelægge insektvektorerne. [Dette er, hvad USSR gjorde i rette tid under opførelsen af Bratsk vandkraftværk. - Russisk redaktionel note (RRP).] Anthony James foreslår imidlertid en anden måde at udrydde sygdommen en gang for alle. For at gøre dette skal du bare redigere myggenomet ved hjælp af CRISPR-teknologi.

Direkte redigering af genomet giver dig mulighed for at omgå de "uforanderlige" arvelov. I naturen er det så etableret, at forældre under seksuel reproduktion overfører deres afkom en kopi af gener hver til deres afkom. Nogle heldige gener har dog modtaget en "gave" fra evolutionen: deres chancer for at blive arvet overstiger 50 procent. Det er sandt, at ejere af sådanne gener sandsynligvis ikke er tilfredse med en sådan skæbnesgave: som regel er dette gener, der bærer alvorlige sygdomme. Nu, i det mindste i teorien, kan forskere bruge CRISPR-teknologi til at skære mangelfulde gener fra en DNA-streng. Endvidere vil den ændrede genotype sprede sig i populationen naturligt (seksuelt).

En medarbejder ved Shenzhen International Center for Regenerative Medicine inden han går ind i et sterilt rum, hvor svineøjehindeceller modificeres til transplantation i mennesker
En medarbejder ved Shenzhen International Center for Regenerative Medicine inden han går ind i et sterilt rum, hvor svineøjehindeceller modificeres til transplantation i mennesker

En medarbejder ved Shenzhen International Center for Regenerative Medicine inden han går ind i et sterilt rum, hvor svineøjehindeceller modificeres til transplantation i mennesker.

Long Haibin fra Guangzhou Institute of Pharmaceutical Research stryger Tiangu-beaglen, en af to hunde, der er rejst fra embryoner, hvis genom er redigeret til at fordoble sin muskelmasse. Sådanne eksperimenter tillader forskere at bedre forstå mekanismerne til muskeldystrofi hos mennesker
Long Haibin fra Guangzhou Institute of Pharmaceutical Research stryger Tiangu-beaglen, en af to hunde, der er rejst fra embryoner, hvis genom er redigeret til at fordoble sin muskelmasse. Sådanne eksperimenter tillader forskere at bedre forstå mekanismerne til muskeldystrofi hos mennesker

Long Haibin fra Guangzhou Institute of Pharmaceutical Research stryger Tiangu-beaglen, en af to hunde, der er rejst fra embryoner, hvis genom er redigeret til at fordoble sin muskelmasse. Sådanne eksperimenter tillader forskere at bedre forstå mekanismerne til muskeldystrofi hos mennesker.

I 2015 offentliggjorde Anthony James en artikel i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences, hvor han beskrev brugen af CRISPR-metoden til genetisk modificering af malariamyggen.”Ved at indsætte visse gener vil myg ikke være i stand til at sprede årsagsmidlerne til denne dødbringende sygdom,” forklarer James. "Men på samme tid vil intet andet i deres liv ændre sig."

”Jeg arbejdede i fred og ro i årtier, ingen vidste om mig. Nu ringer min telefon,”tilføjer han og nikker med hovedet ved bunken med brev, der er stablet på skrivebordet. Men Anthony er klar over, at lanceringen af en kunstigt oprettet mutation, der er designet til at sprede sig hurtigt i en bestand af vilde dyr, kan føre til uforudsigelige konsekvenser og muligvis til irreversible ændringer i naturen. "Spredningen af insekter med et genom redigeret i laboratoriet i det naturlige miljø er bestemt forbundet med en vis risiko," siger videnskabsmanden. "Efter min mening er passivitet dog endnu farligere."

Genetikere for mere end 40 år siden lærte at fjerne visse nukleotidsekvenser fra genomet til nogle organismer og overføre dem til andre for at ændre karakteren af nye ejere. Molekylærbiologer forventede de enorme muligheder, som den rekombinante DNA-metode lover for dem - dette er navnet på den nye teknologi. Entusiasmen mindskedes imidlertid, da de indså, at overførsel af DNA mellem forskellige arter kan føre til ukontrolleret spredning af vira og andre patogener og efterfølgende til fremkomsten af sygdomme, hvorfra der ikke er nogen naturlig forsvarsmekanisme. Dette betyder, at der ikke er nogen færdige vacciner mod disse sygdomme.

Den uforudsigelige fremtid skræmte forskerne selv frem for alt. I 1975, på Asilomar-konferencen i Californien, diskuterede molekylærbiologer fra hele verden de risici, der er forbundet med genteknologi, og dannede en arbejdsgruppe til at udvikle en række foranstaltninger til forbedring af sikkerheden ved genomeksperimentering.

Det blev hurtigt klart, at et acceptabelt sikkerhedsniveau var opnåeligt, og kapaciteterne i den nye anvendte videnskab oversteg de vildeste forventninger. Genteknologi begyndte gradvist at ændre millioner af menneskers liv til det bedre. Diabetisk modtog en stabil kilde til insulin: forskere overførte gener, der var ansvarlige for syntesen af insulin i den menneskelige krop, til bakterier, og gigantiske kolonier af genetisk modificerede bakterier blev til ægte insulinfabrikker.

Takket være den genetiske modifikation af planter, dukkede nye høgtydende afgrøder, resistente over for herbicider og insekter op - en ny runde af den grønne revolution begyndte.

Inden embryoerne kommer ind i livmoderen, blev der udført en grundig genetisk diagnose (PGD) - en test, der giver dig mulighed for kun at vælge sunde embryoner. Ilan Tur-Kasp, en læge ved Ohio Institute of Reproductive Genetics and Reproduction, der udførte operationen, estimerede, at PGD ville hjælpe med at reducere omkostningerne til behandling af cystisk fibrose med 2,2 milliarder dollars om året
Inden embryoerne kommer ind i livmoderen, blev der udført en grundig genetisk diagnose (PGD) - en test, der giver dig mulighed for kun at vælge sunde embryoner. Ilan Tur-Kasp, en læge ved Ohio Institute of Reproductive Genetics and Reproduction, der udførte operationen, estimerede, at PGD ville hjælpe med at reducere omkostningerne til behandling af cystisk fibrose med 2,2 milliarder dollars om året

Inden embryoerne kommer ind i livmoderen, blev der udført en grundig genetisk diagnose (PGD) - en test, der giver dig mulighed for kun at vælge sunde embryoner. Ilan Tur-Kasp, en læge ved Ohio Institute of Reproductive Genetics and Reproduction, der udførte operationen, estimerede, at PGD ville hjælpe med at reducere omkostningerne til behandling af cystisk fibrose med 2,2 milliarder dollars om året.

Begge forældre til 16 måneder gamle Jack er bærere af det samme defekte gen, hvilket betyder, at der er 25 procent chance for, at deres børn arver cystisk fibrose. Heldigvis er Jack selv ikke modtagelig for denne lidelse, men med tiden kan han også overføre sygdommen ved arv
Begge forældre til 16 måneder gamle Jack er bærere af det samme defekte gen, hvilket betyder, at der er 25 procent chance for, at deres børn arver cystisk fibrose. Heldigvis er Jack selv ikke modtagelig for denne lidelse, men med tiden kan han også overføre sygdommen ved arv

Begge forældre til 16 måneder gamle Jack er bærere af det samme defekte gen, hvilket betyder, at der er 25 procent chance for, at deres børn arver cystisk fibrose. Heldigvis er Jack selv ikke modtagelig for denne lidelse, men med tiden kan han også overføre sygdommen ved arv.

Er blevet udbredt og behandlet med genteknologi. Kun fødevareindustrien har været offentligt imod de samme videnskabelige metoder. Talrige undersøgelser, der viser, at det at spise fødevarer, der stammer fra genetisk modificerede organismer (GMO'er) ikke er farligere end traditionel mad heller ikke hjalp. Hysteriet omkring GMO'er bekræfter, at folk er klar til at opgive selv de fødevarer, der er anerkendt som sikre af det videnskabelige samfund. [Og dette til trods for, at der er registreret ulykker i forbindelse med forbrug af "sunde" økologiske produkter, og ingen har lidt under brugen af genetisk modificerede fødevarer! Takket være dårligt uddannede politikere, hvis udsagn øjeblikkeligt samles og formidles i medierne,almindelige mennesker har det modsatte indtryk. - KONTAKT]

Ved daggry af anvendelsen af metoden med rekombinant DNA refererede udtrykkene "transgene" og "genetisk modificerede" til organismer skabt ved at kombinere DNA fra en modificeret organisme med DNA-fragmenter taget fra andre arter. Måske vil CRISPR-teknologi hjælpe forskere med at overbevise lægmanden: i nogle tilfælde er genteknologi ikke kun nødvendigt - det er nødvendigt. Når alt kommer til alt giver denne teknologi dig mulighed for at ændre genomet til en bestemt art uden deltagelse af fremmed DNA.

Et slående eksempel på dette er gylden ris. Den eneste forskel mellem denne genetisk modificerede rissort fra den originale art er, at dens korn takket være ændringen er rig på vitamin A. Hvert år i udviklingslandene mister op til en halv million børn synet på grund af mangel på vitamin A, men anti-GMO-aktivister, stadig blokeret både videnskabelig forskning og kommerciel produktion af gylden ris. Nu har genetik ændret taktik og begyndt at arbejde på at ændre egenskaberne ved almindelig ris ved hjælp af CRISPR for at opnå det samme resultat ved at redigere plantens gener. Og en gruppe videnskabsfolk ledet af Kaisia Gao fra det kinesiske videnskabsakademi lykkedes, efter at have fjernet alle tre kopier af en af hvedegenerne, at udvikle en plantesort, der er modstandsdygtig over for en farlig svampesygdom - pulveriseret skimmel.

I årtusinder har agronomer siglet gennem - selvfølgelig ubevidst - generne fra repræsentanter for en eller anden art og krydset forskellige sorter. CRISPR-teknologi er faktisk en mere økonomisk udvælgelsesmetode - meget nøjagtig og hurtig. I nogle lande er forskellene mellem GMO-sorter og sorter, der er opnået ved hjælp af CRISPR-teknologi, allerede officielt bekræftet af tilsynsmyndighederne, som det er blevet gjort af regeringerne i Tyskland, Sverige og Argentina.

Ud over de kommende ændringer i fødevareindustrien er det vanskeligt at overvurdere potentialet i CRISPR-metoden i medicin. Teknologien har allerede i høj grad forenklet forskning inden for onkologi - nu er det meget lettere for forskere at skabe eksperimentelle kloner af kræftceller i laboratoriet og teste forskellige lægemidler på dem for at identificere de mest effektive i kampen mod en udviklende tumor.

Læger tester snart CRISPR-metoden til at behandle visse sygdomme direkte. For eksempel kan stamceller fra mennesker, der lider af hæmofili, redigeres uden for patientens krop for at korrigere de mutante gener, der forårsager sygdommen.

De nye sunde celler skal derefter injiceres tilbage i patientens blodbane.

Flere fantastiske videnskabelige gennembrud venter os i de næste par år. For eksempel er der i USA omkring 120.000 mennesker registreret til organtransplantationer, og denne linje vokser kun. Tusinder af mennesker dør uden at vente på redningsoperationen. (Og dette er uden at tage hensyn til de hundretusinder af mennesker, der af forskellige medicinske grunde ikke engang kan komme på listen for organtransplantationer!) I mange år har forskere forsøgt at løse problemet - herunder gennem brug af dyreorganer. Svin er blandt kandidaterne til donation, men deres DNA indeholder endogene porcine retrovira (PERV'er), der ligner HIV og potentielt er i stand til at inficere humane celler. Ingen regeringsregulator vil under nogen omstændigheder tillade transplantation af inficerede organer, og indtil for nylig har ingen været i stand til helt at fjerne retrovira fra svineceller.[Svineorganer bruges som potentielle transplantationer, fordi de er sammenlignelige i størrelse med mennesker og lettere at hæve end sjimpanser og gorillaer (for ikke at nævne etiske bekymringer), ikke fordi de genetisk er tættere på mennesker end aber. - CONT'D.] Det håber, at redigering af svinegenomet med CRISPR vil give genetikere mulighed for at tilvejebringe transplantationer til mennesker.

En gruppe ledet af George Church, som er professor ved Harvard Medical School og Massachusetts Institute of Technology, har allerede formået at udskære alle 62 gener af PERV-vira fra DNA fra en svinenyrecelle - en kompleks operation, der involverer samtidig redigering af flere genomregioner for første gang. Når de modificerede celler blev blandet med humane celler i laboratoriet, blev ingen af de humane celler inficeret. De samme specialister kunne med succes redigere andre typer svineceller og fjerne 20 gener fra dem, der forårsager afvisning af fremmed væv af det humane immunsystem. Dette er en anden vigtig komponent i vellykket dyreorgantransplantation til mennesker.

George beskæftiger sig nu med at klone modificerede celler for at dyrke fulde svinembryoer fra dem. Om et år eller to forventer han at begynde eksperimenter med primater, og hvis organerne efter testtransplantationer begynder at fungere uden afbrydelse, og afvisning ikke forekommer, vil det i det næste trin være muligt at gennemføre eksperimenter med involvering af frivillige. I henhold til Kirkens optimistiske prognoser vil sådanne menneskelige operationer blive reelle om halvandet år, i betragtning af at alternativet til risiko for mange patienter er en uundgåelig død.

Gennem sin videnskabelige karriere har George ledt efter en måde at hjælpe mennesker, der er blevet nægtet transplantationer af læger på grund af deres lave succesrate.”Afgørelsen om organtransplantation er en af de vanskeligste for læger,” forklarer han. - Det er nødvendigt at tage mange faktorer i betragtning: tilstedeværelsen af infektionssygdomme, alkoholmisbrug og generelt alt, hvad der er "galt" med en potentiel modtager. Afslaget understøttes normalt af ordene om, at transplantationen ikke vil medføre væsentlige fordele for patienten. Men dette er fundamentalt forkert: Selvfølgelig giver transplantation en anden chance for enhver person! Du skal bare give et tilstrækkeligt antal donororganer!"

Et andet ubegrundet felt for CRISPR-teknologi er restaurering af bestande af truede arter. For eksempel er fuglebestandene på Hawaiiøerne hurtigt faldende - det er alt sammen skylden for en speciel type malariaplasmodium, der påvirker fugle. Indtil begyndelsen af det 19. århundrede bragte hvalfangerskibe myg til øerne, de lokale fugle havde aldrig stødt på sygdomme båret af dipteraner og havde ikke tid til at udvikle immunitet mod dem. Kun 42 endemiske hawaiianske arter har overlevet indtil i dag, og tre fjerdedele af dem er allerede truet. Den amerikanske organisation for bevarelse af fugle formåede at tildele Hawaii status som "verdenshovedstaden for truede fuglearter." Hvis aviær malaria ikke stoppes ved at redigere myggenomet, mister øerne sandsynligvis alle deres egne arter.

Tarmen fra denne myg fra Anthony James laboratorium er fyldt med en ko. Sådanne insekter er i stand til at overføre Zika-virus og denguefeber, men deres genom kan modificeres ved hjælp af CRISPR-teknologi, så afkomet til de ændrede individer er sterilt
Tarmen fra denne myg fra Anthony James laboratorium er fyldt med en ko. Sådanne insekter er i stand til at overføre Zika-virus og denguefeber, men deres genom kan modificeres ved hjælp af CRISPR-teknologi, så afkomet til de ændrede individer er sterilt

Tarmen fra denne myg fra Anthony James laboratorium er fyldt med en ko. Sådanne insekter er i stand til at overføre Zika-virus og denguefeber, men deres genom kan modificeres ved hjælp af CRISPR-teknologi, så afkomet til de ændrede individer er sterilt.

Jack Newman, tidligere chefforsker ved Amyris, der var banebrydende for syntetisk artemisinin, det eneste effektive lægemiddel til behandling af malaria hos mennesker, fokuserer nu på bekæmpelse af myggebårne aviære sygdomme. Den eneste relativt effektive metode til beskyttelse af fugle i dag er den komplette eliminering af vektorer, som kræver, at der bruges giftige stoffer over et enormt område. Relativt - fordi selv med denne tilgang er succes slet ikke garanteret.”For at en myg skal dø, skal insekticidet ramme den direkte,” forklarer Newman. Men blodsugere tilbringer det meste af deres liv i at gemme sig i træernes kroner og gemme sig i fordybninger af klipper eller mellem sten. For at forgifte hovedparten af mygbestanden skal alle Hawaii-øer oversvømmes med kemikalier. Hvis vi følger vejen til ændring af genom og sterilisering af myg, kan fuglene reddes uden at ødelægge deres levesteder.”Genteknologi er en utrolig nøjagtig løsning på flere problemer på Hawaii,” siger Jack.”Aviær malaria ødelægger støtt økosystemet på øerne, men vi har evnen til at stoppe det. Skal vi bare læne os tilbage og se, hvordan naturen dør foran vores øjne?"

Det er sandt, at ikke alle er glade for de hurtige fremskridt. For eksempel advarede den amerikanske direktør for national efterretning James Klepper i februar 2016 i sin årlige senatstale om, at genteknologiteknologier som CRISPR kunne bruges til at skabe masseødelæggelsesvåben. Imidlertid påpegede det videnskabelige samfund straks grundløsheden i sådanne udsagn og anerkendte dem som for radikale. Terrorister har meget lettere og billigere måder at angribe civile på end at inficere landbrugsmarker med en ny sygdom eller udvikle en dødbringende virus.

Selvfølgelig skal man ikke helt udelukke den mulige skade fra brugen af nye genteknologier. "Hvad kan konsekvenserne af hensynsløs håndtering af genomet være?" Spørger Jennifer Doudna, professor i kemi og molekylærbiologi ved University of California (Berkeley).

I 2012 anvendte Jennifer sammen med sin kollega Emmanuelle Charpentier fra Institut for infektiøs biologi i Berlin (et af Max Planck-netværket af forskningsinstitutter) først CRISPR-teknologi til DNA-redigering, svarer på dette spørgsmål:”Jeg tror ikke, vi ved nok om det menneskelige genom og andre dyrs genom, men folk vil stadig bruge denne teknologi - uanset hvor godt det studeres."

Jo hurtigere videnskaben udvikler sig, jo mere skræmmende synes de teknologiske trusler, som menneskeheden står overfor. Biologi bliver enklere og mere tilgængelig, og snart vil enhver kunne eksperimentere med et CRISPR-sæt til hjemmet - som radioamatører, der samler alle slags modtagere og sendere derhjemme. Så bekymringen over, hvad hobbyister kan gøre i hjemmelaboratorier, hvis de får hånden på et værktøj til at ændre de grundlæggende fundament for dyre- og plantegenetik, er berettiget.

Og alligevel bør de fantastiske muligheder ved genteknologi ikke gå glip af. Når alt kommer til alt, hvis menneskeheden for eksempel evigt kan slippe af med malaria og andre sygdomme, der er båret af blodsugere, vil dette utvivlsomt blive en af de største resultater inden for moderne videnskab. Og selvom det stadig er for tidligt at tale om brugen af CRISPR-teknologi til redigering af menneskelige embryoner, er der andre måder at transformere genomet til kimceller, der kan helbrede sygdomme uden at påvirke DNA fra kommende generationer.

For eksempel mangler børn med Tay-Sachs sygdom de enzymer, der er nødvendige for nedbrydningen af gangliosider, fedtsyrer, der akkumuleres i hjernens nerveceller, hvilket fører til disse cellers død og som et resultat til hæmning af mental og fysisk udvikling og derefter til tidligt et barns død. Sygdommen er ekstremt sjælden og kun i tilfælde, hvor begge forældre videregiver deres børn en mangelfuld kopi af det samme gen (hvilket er typisk for lukkede humane grupper med tæt beslægtet krydsning). Ved hjælp af CRISPR-teknologi kan du rette det genetiske materiale fra en af forældrene - for eksempel sæd fra faderen - og barnet vil sandsynligvis ikke arve begge mangelfulde kopier på én gang.

I fremtiden kan en sådan genterapi redde liv og mindske sandsynligheden for sygdom. En lignende effekt kan allerede opnås - med kunstig insemination: valget af et embryo uden en mangelfuld genkopi sikrer, at den nyfødte ikke arver sygdommen til sit afkom.

"Genoverførselsteknologi og CRISPR giver os de bredeste muligheder, som ingen kunne have drømt om før," opsummerer Hank Greeley, direktør for Center for Law and Life Sciences ved Stanford Medical School. - Med deres hjælp er vi i stand til at gøre meget godt. Men det er vigtigt at indse, at vi har erhvervet kraft af en helt anden orden, og det er nødvendigt at sikre os, at vi bruger den med omhu. Indtil videre er vi ikke klar til at påtage os et sådant ansvar, men ikke en dag bør gå tabt - der skal meget gøres for at garantere os et fredeligt liv i fremtiden”