Mange af os er født med kvaliteter, der hjælper os med at konkurrere bedre i samfundet: skønhed, intelligens, spektakulært udseende eller fysisk styrke. På grund af fremskridtene inden for genetik begynder det at se ud til, at vi snart vil være i stand til at få adgang til noget, der tidligere ikke var underlagt - at "designe" mennesker, selv før de blev født. At stille de nødvendige kvaliteter, hvis de ikke er givet af naturen, forudbestemme de muligheder, der er så nødvendige i livet. Dette er hvad vi gør med biler og andre livløse objekter, men nu hvor det menneskelige genom er blevet afkodet, og vi allerede lærer at redigere det, ser det ud til at vi nærmer os fremkomsten af såkaldte "designer", "projicerede" børn. Ser det sådan ud, eller bliver det snart en realitet?
Lulu og Nana fra Pandora's Box
Fødslen af de første børn med et modificeret genom i slutningen af 2019 forårsagede en alvorlig resonans i det videnskabelige samfund og blandt offentligheden. Han Jiankui, biolog ved det sydlige universitet for videnskab og teknologi, Kina (SUSTech) - Den 19. november 2018, på tærsklen til det andet internationale topmøde om redigering af menneskelige genomer i Hongkong, annoncerede i et interview med Associated Press fødslen af de første børn nogensinde med et redigeret genom.
Tvillingepigerne blev født i Kina. Deres navne såvel som deres forældres navne blev ikke afsløret: de første "GMO-børn" på planeten er kendt som Lulu og Nana. Ifølge videnskabsmanden er pigerne sunde, og indblanding i deres genom har gjort tvillingerne immun mod hiv.
Begivenheden, der kan virke som et nyt skridt i menneskehedens udvikling eller i det mindste medicin, som allerede nævnt, forårsagede ikke positive følelser blandt videnskabsmandens kolleger. Tværtimod blev han fordømt. Regeringsagenturer i Kina indledte en undersøgelse, og alle eksperimenter med det menneskelige genom i landet blev midlertidigt forbudt.
Han Jiankui.
Eksperimentet, der ikke blev værdsat af offentligheden, var som følger. Forskeren tog sæd og æg fra de fremtidige forældre, udførte in vitro-befrugtning med dem, han redigerede genomerne af de resulterende embryoner ved hjælp af CRISPR / Cas9-metoden. Efter at embryonerne blev implanteret i foringen af kvindens livmoder, blev pigernes forventede mor ikke inficeret med hiv - i modsætning til faderen, der var bærer af virussen.
Salgsfremmende video:
CCR5-genet, som koder for et membranprotein, der anvendes af den humane immundefektvirus til at komme ind i celler, blev redigeret. Hvis det modificeres, vil en person med en sådan kunstig mutation være resistent over for infektion med virussen.
Lulu og Nana.
Mutationen, som He Jiankui forsøgte at skabe kunstigt, kaldes CCR5 Δ32: den findes også i naturen, men kun hos nogle få mennesker, og har længe tiltrukket sig forskernes opmærksomhed. Eksperimenter med mus i 2016 viste, at CCR5 Δ32 påvirker hippocampus-funktionen og forbedrer hukommelsen markant. Dens bærere er ikke kun immune over for hiv, men også komme sig hurtigere efter et slagtilfælde eller traumatisk hjerneskade, har bedre hukommelse og indlæringsevner end "almindelige" mennesker.
Indtil videre kan ingen videnskabsmænd garantere, at CCR5 A32 ikke bærer nogen ukendte risici, og at sådanne manipulationer med CCR5-genet ikke vil medføre negative konsekvenser for bæreren af mutationen. Nu er den eneste negative konsekvens af en sådan mutation kendt: dens ejeres organisme er mere modtagelig for West Nile feber, men denne sygdom er ret sjælden.
I mellemtiden har universitetet, hvor den kinesiske videnskabsmand arbejdede, frataget sin medarbejder. Alma mater sagde, at de ikke vidste om He Jiankuis eksperimenter, som de kaldte en grov krænkelse af etiske principper og videnskabelig praksis, og han var engageret i dem uden for institutionens mure.
Det skal bemærkes, at selve projektet ikke modtog uafhængig bekræftelse og ikke bestod peer review, og dets resultater blev ikke offentliggjort i videnskabelige tidsskrifter. Alt, hvad vi har, er kun videnskabsmandens udsagn.
Han Jiankuis arbejde overtrådte det internationale moratorium for sådanne eksperimenter. Forbuddet er etableret på lovgivningsniveau i næsten alle lande. Kollegaer til genetikeren er enige om, at brugen af CRISPR / Cas9 genomisk redigeringsteknologi hos mennesker medfører enorme risici.
Men nøglepunktet for kritik er, at arbejdet hos en kinesisk genetiker ikke har noget innovativt: ingen har foretaget sådanne eksperimenter før på grund af frygt for uforudsigelige konsekvenser, fordi vi ikke ved, hvilke problemer modificerede gener kan skabe for deres bærere og efterkommere.
Som den britiske genetiker Maryam Khosravi sagde på sin Twitter-konto: "Hvis vi kan gøre noget, betyder det ikke, at vi skal gøre det."
I øvrigt meddelte russiske genetikere fra National Medical Research Center of Obstetrics, Gynecology and Perinatology opkaldt efter Kulakov i oktober 2018, selv før den kinesiske forsker, også den vellykkede ændring af CCR5-genet ved hjælp af CRISPR / Cas9 genomisk editor og opnåelse af embryoner, der ikke er udsat for HIV. Naturligvis blev de ødelagt, så det ikke kom til fødslen af børn.
40 år før
Hurtigt fremad i fire årtier. I juli 1978 blev Louise Brown født i Storbritannien - det første barn født som et resultat af in vitro befrugtning. Derefter forårsagede hendes fødsel en masse støj og harme og gik til forældrene til "reagensglasbarnet" og forskerne, der fik tilnavnet "læger i Frankenstein."
Louise Brown. I barndommen og nu.
Men hvis denne succes skræmte nogle, gav den andre håb. Så i dag på planeten er der mere end otte millioner mennesker, der skylder deres fødsel til IVF-teknikken, og mange fordomme, som var populære dengang, er blevet fjernet.
Sandt nok var der endnu en bekymring: Da IVF-metoden antager, at et "parat" humant embryo placeres i livmoderen, kan det blive udsat for genetisk modifikation inden implantation. Som vi kan se, er det præcis, hvad der skete efter et par årtier.
IVF procedure.
Så kan der trækkes en parallel mellem de to begivenheder - fødslen af Louise Brown og de kinesiske tvillinger Lula og Nana? Er det værd at argumentere for, at Pandoras kasse er åben, og meget snart vil det være muligt at "bestille" et barn oprettet i henhold til et projekt, det vil sige en designer. Og vigtigst af alt, vil samfundets holdning til sådanne børn ændre sig, da den praktisk talt har ændret sig til børn "fra et reagensglas" i dag?
Embryo selektion eller genetisk modifikation?
Imidlertid bringer ikke kun genomredigering os tættere på en fremtid, hvor børn har forudplanlagte kvaliteter. Lulu og Nana skylder deres fødsel ikke kun til CRISPR / Cas9-genredigeringsteknologier og IVF, men også til genetisk diagnose af embryoner (PGD) til præimplantation. Under sit eksperiment brugte He Jiankui PGD af redigerede embryoner til at opdage kimerisme og off-target fejl.
Og hvis redigering af menneskelige embryoner er forbudt, er præimplantationsgenetisk diagnostik, der består i at sekventere genomets embryoner for visse arvelige genetiske sygdomme, og det efterfølgende valg af sunde embryoner ikke. PGD er et slags alternativ til prænatal diagnose, kun uden behov for at afslutte graviditet i tilfælde af genetiske abnormiteter.
I processen med PGD udsættes embryoner opnået ved in vitro-befrugtning for genetisk screening. Proceduren involverer at ekstrahere celler fra embryonerne på et meget tidligt udviklingsstadium og læse deres genomer. Hele eller dele af DNA læses for at bestemme, hvilke varianter af gener det bærer. Bagefter vil de fremtidige forældre være i stand til at vælge hvilke embryoner de skal implantere i håb om graviditet.
Preim. lantation genetisk diagnose (PGD).
Preimplantation genetisk diagnose bruges allerede af par, der mener, at de bærer gener for visse arvelige sygdomme for at identificere embryoner, der mangler disse gener. I USA anvendes sådan test i ca. 5% af IVF-tilfælde. Det udføres normalt på tre til fem dage gamle embryoner. Sådanne tests kan påvise gener, der bærer ca. 250 sygdomme, herunder thalassæmi, tidlig Alzheimers sygdom og cystisk fibrose.
Først i dag er PGD ikke særlig attraktiv som en teknologi til design af børn. Proceduren for at få æg er ubehagelig, medfører risici og giver ikke det nødvendige antal celler til udvælgelse. Men alt vil ændre sig, så snart det bliver muligt at opnå flere æg til befrugtning (for eksempel fra hudceller), og på samme tid vil hastigheden og prisen på genom-sekventering stige.
Bioetiker Henry Greeley fra Stanford University i Californien siger: "Næsten alt hvad du kan gøre med genredigering, kan du gøre med embryoudvælgelse."
Er DNA Destiny?
Ifølge eksperter vil fremskridt inden for teknologier til aflæsning af den genetiske kode, der er registreret i vores kromosomer, i de kommende årtier i stigende antal mennesker give mulighed for at sekvensere deres gener. Men at bruge genetiske data til at forudsige, hvilken slags person et foster bliver, er sværere end det lyder.
Mange mennesker tror, at der er en direkte og utvetydig forbindelse mellem deres gener og træk. Idéen om eksistensen af gener, der er direkte ansvarlige for intelligens, homoseksualitet eller for eksempel musikalske evner, er udbredt. Men selv med eksemplet med det førnævnte CCR5-gen, en ændring, der påvirker hjernen, så vi, at alt ikke er så simpelt.
Der er mange - for det meste sjældne - genetiske sygdomme, der kan genkendes nøjagtigt af en specifik genmutation. Som regel er der faktisk en direkte sammenhæng mellem en sådan gennedbrydning og sygdommen.
De mest almindelige sygdomme eller medicinske dispositioner - diabetes, hjertesygdomme eller visse typer kræft - er forbundet med flere eller endda mange gener og kan ikke forudsiges med nogen sikkerhed. Derudover afhænger de af mange miljøfaktorer - for eksempel af en persons kost.
Men når det kommer til mere komplekse ting som personlighed og intelligens, ved vi ikke meget om, hvilke gener der er involveret. Forskere mister imidlertid ikke deres positive holdning. Efterhånden som antallet af personer, hvis genomer er blevet sekventeret, øges, vil vi være i stand til at lære mere om dette område.
I mellemtiden antyder Euan Birney, direktør for Det Europæiske Institut for Bioinformatik i Cambridge, og antyder, at genomkodning ikke vil besvare alle spørgsmål, bemærker: "Vi skal komme væk fra ideen om, at dit DNA er din skæbne."
Dirigent og orkester
Dette er dog ikke alt. Ikke kun gener er ansvarlige for vores intelligens, karakter, fysik og udseende, men også epigener - specifikke tags, der bestemmer aktiviteten af gener, men påvirker ikke den primære struktur af DNA.
Hvis genomet er et sæt gener i vores krop, så er epigenomet et sæt tags, der bestemmer aktiviteten af gener, et slags regulatorisk lag, der som det ligger oven på genomet. Som svar på eksterne faktorer kommanderer han hvilke gener der skal fungere og hvilke der skal sove. Epigenomet er dirigent, genomet er orkestret, hvor hver musiker har sin egen rolle.
Sådanne kommandoer påvirker ikke DNA-sekvenser, de tænder simpelthen (udtrykker) nogle gener og slukker (undertrykker) andre. Således fungerer ikke alle gener, der er på vores kromosomer. Manifestationen af et bestemt fænotypisk træk, evnen til at interagere med miljøet og endda aldringshastigheden afhænger af, hvilket gen der er blokeret eller blokeret.
Den mest berømte og, som det antages, den vigtigste epigenetiske mekanisme er DNA-methylering, tilføjelsen af CH3-gruppen med DNA-enzymer - methyltransferaser til cytosin - en af de fire nitrogenholdige baser i DNA.
Epigenom.
Når en methylgruppe er bundet til cytosinet i et gen, slukkes genet. Men overraskende overføres genet i en sådan "sovende" tilstand til afkom. En sådan overførsel af tegn erhvervet af levende ting i livet kaldes epigenetisk arv, som vedvarer i flere generationer.
Epigenetik - videnskaben kaldet genetikens lillesøster - undersøger, hvordan tænde og slukke for gener påvirker vores fænotypiske træk. Ifølge mange eksperter er det i udviklingen af epigenetik, at den fremtidige succes med teknologien til at skabe designerbørn ligger.
Ved at tilføje eller fjerne epigenetiske "mærker" kan vi, uden at påvirke DNA-sekvensen, bekæmpe begge sygdomme, der er opstået under indflydelse af ugunstige faktorer, og udvide "kataloget" over det planlagte barns designegenskaber.
Er Gattaki-scenariet og anden frygt reel?
Mange frygter, at fra redigering af genomet - for at undgå alvorlige genetiske sygdomme - vil vi gå videre til forbedring af mennesker, og der er vi ikke langt fra supermands fremkomst eller fortplantning af menneskeheden i biologiske kaster, som Yuval Noah Harari forudsiger.
Bioetiker Ronald Greene fra Dartmouth College i New Hampshire mener, at teknologiske fremskridt kan gøre "menneskeligt design" mere tilgængeligt. I de næste 40-50 år siger han,”vi vil se brugen af genredigering og reproduktionsteknologier til at forbedre mennesker; vi kan vælge farven på øjne og hår til vores barn, vi vil have forbedret atletisk evne, læse- eller regnefærdigheder osv."
Imidlertid er fremkomsten af designerbørn fyldt med ikke kun uforudsigelige medicinske konsekvenser, men også en dybere social ulighed.
Som bioetisk videnskabsmand Henry Greeley påpeger, kan en opnåelig forbedring af sundheden på 10-20% gennem PGD ud over de fordele, som rigdom allerede medfører, føre til et voksende kløft i rige og fattiges sundhedsstatus - både i samfundet og mellem lande.
Og nu er der i fantasien forfærdelige billeder af en genetisk elite, som den der er afbildet i den dystopiske thriller "Gattaca": teknologiens fremskridt har ført til, at eugenik ikke længere betragtes som en krænkelse af moralske og etiske normer, og produktionen af ideelle mennesker sættes i gang. I denne verden er menneskeheden opdelt i to sociale klasser - "gyldig" og "gyldig". Førstnævnte er som regel resultatet af forældrenes besøg hos lægen, og sidstnævnte er resultatet af naturlig befrugtning. Alle døre er åbne for "godt", og "uegnet" er som regel overbord.
Stadig fra filmen "Gattaca" (1997, USA).
Lad os vende tilbage til vores virkelighed. Vi bemærkede, at det endnu ikke er muligt at forudsige konsekvenserne af interferens med DNA-sekvensen: genetik giver ikke svar på mange spørgsmål, og epigenetik er faktisk i et tidligt udviklingsstadium. Hvert eksperiment med fødslen af børn med et modificeret genom er en betydelig risiko for, at det på lang sigt kan blive et problem for sådanne børn, deres efterkommere og muligvis for hele menneskearten.
Men teknologiske fremskridt på dette område, efter at have reddet os, sandsynligvis fra nogle problemer, vil tilføje nye. Fremkomsten af perfekt i alle henseender designerbørn, der, efter at de er modnet, bliver medlemmer af samfundet, kan skabe et alvorligt problem i form af uddybning af social ulighed allerede på genetisk niveau.
Der er et andet problem: vi så ikke på det emne, der blev overvejet, gennem et barns øjne. Folk har undertiden en tendens til at overvurdere videnskabens muligheder, og fristelsen til at erstatte behovet for omhyggelig pleje af deres barn, hans opdragelse og studier med at betale regninger i en specialiseret klinik kan være stor. Hvad hvis designeren, som der er investeret så mange penge i, og som har så mange forventninger, ikke kommer til at håbe? Hvis han på trods af den intelligens, der er programmeret i generne og et spektakulært udseende, ikke bliver det, de ønskede at gøre? Gener er ikke skæbne endnu.