Պատճենեք և տեղադրեք՝ մեկ քայլ դեպի մարդկային դիզայն

30-ականներին Օլդոս Հաքսլին իր հայտնի «Քաջ նոր աշխարհ» վեպում նկարագրեց ապագա աշխատողների այսպես կոչված գենետիկ ընտրությունը.

Հաքսլին գրել է արտաքին տեսքով և բնավորությամբ ցանկալի գծեր ունեցող երեխաների «մամլազերծման» մասին՝ հաշվի առնելով և՛ ծննդյան օրերը, և՛ հետագայում իդեալականացված հասարակության մեջ կյանքին սովորելը:

«Մարդկանց ավելի լավը դարձնելը, հավանաբար, կլինի XNUMX-րդ դարի ամենամեծ արդյունաբերությունը», - կանխատեսում է նա: Յուվալ Խարարի, վերջերս հրատարակված Homo Deus գրքի հեղինակ։ Ինչպես նշում է իսրայելցի պատմաբանը, մեր օրգանները դեռ աշխատում են նույն կերպ յուրաքանչյուր 200 XNUMX անգամ: շատ տարիներ առաջ: Այնուամենայնիվ, նա ավելացնում է, որ ամուր մարդը կարող է բավականին թանկ արժենալ, ինչը սոցիալական անհավասարությունը կբերի բոլորովին նոր հարթություն։ «Պատմության մեջ առաջին անգամ տնտեսական անհավասարությունը կարող է նշանակել նաև կենսաբանական անհավասարություն», - գրում է Հարարին:

Ֆանտաստիկ գրողների վաղեմի երազանքը գիտելիքի և հմտությունների ուղեղում արագ և ուղղակի «բեռնելու» մեթոդ մշակելն է։ Պարզվում է, որ DARPA-ն հետազոտական ​​նախագիծ է սկսել, որի նպատակն է հենց դա անել։ Ծրագիր կոչվեց Նյարդապլաստիկության նպատակային ուսուցում (TNT) նպատակ ունի արագացնել մտքի կողմից նոր գիտելիքներ ձեռք բերելու գործընթացը սինապտիկ պլաստիկությունից օգտվող մանիպուլյացիաների միջոցով: Հետազոտողները կարծում են, որ սինապսների նեյրոստիմուլյացիայի միջոցով դրանք կարող են անցնել ավելի կանոնավոր և կանոնավոր մեխանիզմի՝ գիտության էությունը հանդիսացող կապեր ստեղծելու համար:

Նպատակային նեյրոպլաստիկ վերապատրաստման մոդելային ներկայացում

CRISPR-ը, ինչպես MS Word-ը

Թեև այս պահին սա մեզ անհուսալի է թվում, այնուամենայնիվ գիտության աշխարհից տեղեկություններ կան, որ մահվան վերջը մոտ է. Նույնիսկ ուռուցքներ. Իմունոթերապիան՝ հիվանդի իմունային համակարգի բջիջները համալրելով քաղցկեղին «համապատասխանող» մոլեկուլներով, մեծ հաջողություն է ունեցել։ Հետազոտության ընթացքում սուր լիմֆոբլաստային լեյկոզով հիվանդների 94%-ի մոտ (!) ախտանշաններն անհետացել են։ Արյան ուռուցքային հիվանդություններով հիվանդների մոտ այս տոկոսը կազմում է 80%:

Եվ սա ընդամենը ներածություն է, քանի որ սա վերջին ամիսների իսկական հիթ է։ CRISPR գեների խմբագրման մեթոդ. Միայն սա է դարձնում գեների խմբագրման գործընթացը, որը ոմանք համեմատում են MS Word-ում տեքստի խմբագրման հետ՝ արդյունավետ և համեմատաբար պարզ գործողություն:

CRISPR-ը նշանակում է անգլերեն տերմինը («կուտակված կանոնավոր ընդհատված palindromic short repetitions»): Մեթոդը բաղկացած է ԴՆԹ-ի ծածկագրի խմբագրումից (կոտրված բեկորները կտրելով, դրանք փոխարինելով նորերով կամ ավելացնելով ԴՆԹ կոդի բեկորներ, ինչպես դա տեղի է ունենում բառապաշարների դեպքում), որպեսզի վերականգնվեն քաղցկեղով տուժած բջիջները և նույնիսկ ամբողջությամբ ոչնչացնեն քաղցկեղը, վերացնել: այն բջիջներից: Նշվում է, որ CRISPR-ը նմանակում է բնությանը, մասնավորապես այն մեթոդին, որն օգտագործվում է բակտերիաների կողմից վիրուսների հարձակումներից պաշտպանվելու համար: Այնուամենայնիվ, ի տարբերություն ԳՁՕ-ների, գեների փոփոխությունը չի հանգեցնում այլ տեսակների գեների:

CRISPR մեթոդի պատմությունը սկսվում է 1987 թ. Հետո մի խումբ ճապոնացի հետազոտողներ հայտնաբերեցին մի քանի ոչ բնորոշ բեկորներ բակտերիաների գենոմում: Դրանք հինգ նույնական հաջորդականությունների տեսքով էին, որոնք իրարից բաժանված էին բոլորովին տարբեր հատվածներով։ Գիտնականները սա չհասկացան։ Դեպքն ավելի մեծ ուշադրության արժանացավ միայն այն ժամանակ, երբ նման ԴՆԹ-ի հաջորդականություններ հայտնաբերվեցին այլ բակտերիաների տեսակների մոտ: Այսպիսով, խցերում նրանք պետք է սպասարկեին մի կարևոր բան։ 2002 թ Ռուդ Յանսեն Նիդեռլանդների Ուտրեխտի համալսարանից որոշել են այս հաջորդականությունները անվանել CRISPR: Յանսենի թիմը նաև պարզել է, որ գաղտնի հաջորդականությունները միշտ ուղեկցվում են գենով, որը կոդավորում է ֆերմենտը, որը կոչվում է. Cas9որը կարող է կտրել ԴՆԹ-ի շարանը:

Մի քանի տարի անց գիտնականները պարզեցին, թե որն է այս հաջորդականությունների գործառույթը: Երբ վիրուսը հարձակվում է բակտերիաների վրա, Cas9 ֆերմենտը գրավում է նրա ԴՆԹ-ն, կտրում այն ​​և սեղմում բակտերիաների գենոմի նույնական CRISPR հաջորդականությունների միջև: Այս ձևանմուշը օգտակար կլինի, երբ բակտերիաները կրկին հարձակվեն նույն տեսակի վիրուսի կողմից: Այդ ժամանակ բակտերիաներն անմիջապես կճանաչեն այն և կկործանեն։ Տարիներ շարունակ հետազոտություններից հետո գիտնականները եկել են այն եզրակացության, որ CRISPR-ը Cas9 ֆերմենտի հետ համատեղ կարող է օգտագործվել լաբորատորիայում ԴՆԹ-ի մանիպուլյացիայի համար: Հետազոտական ​​խմբեր Ջենիֆեր Դուդնա ԱՄՆ-ի Բերքլիի համալսարանից և Էմանուել Շարպանտիեր Շվեդիայի Ումեոյի համալսարանից 2012 թվականին հայտարարեցին, որ բակտերիալ համակարգը, երբ փոփոխվում է, թույլ է տալիս ԴՆԹ-ի ցանկացած հատվածի խմբագրումԴուք կարող եք դրանից կտրել գեներ, տեղադրել նոր գեներ, միացնել կամ անջատել դրանք:

Մեթոդն ինքնին, որը կոչվում է CRISPR-case.9, այն աշխատում է՝ ճանաչելով օտար ԴՆԹ mRNA-ի միջոցով, որը պատասխանատու է գենետիկական տեղեկատվության կրելու համար։ Ամբողջ CRISPR հաջորդականությունը այնուհետև բաժանվում է ավելի կարճ բեկորների (crRNA), որոնք պարունակում են վիրուսային ԴՆԹ-ի հատվածը և CRISPR հաջորդականությունը: CRISPR հաջորդականության մեջ պարունակվող այս տեղեկատվության հիման վրա ստեղծվում է tracrRNA, որը կցվում է gRNA-ի հետ միասին ձևավորված crRNA-ին, որը վիրուսի հատուկ գրառում է, նրա ստորագրությունը հիշվում է բջիջի կողմից և օգտագործվում վիրուսի դեմ պայքարում:

Վարակման դեպքում gRNA-ն, որը հարձակվող վիրուսի մոդելն է, կապվում է Cas9 ֆերմենտի հետ և հարձակվողին կտոր-կտոր անում՝ դարձնելով դրանք բոլորովին անվնաս։ Կտրված կտորներն այնուհետև ավելացվում են CRISPR հաջորդականությանը, որը հատուկ սպառնալիքների տվյալների բազա է: Տեխնիկայի հետագա զարգացման ընթացքում պարզվել է, որ մարդը կարող է ստեղծել gRNA, որը թույլ է տալիս խանգարել գեներին, փոխարինել դրանք կամ կտրել վտանգավոր բեկորները։

Անցյալ տարի Չենդուի Սիչուանի համալսարանի ուռուցքաբանները սկսեցին փորձարկել գեների խմբագրման տեխնիկան՝ օգտագործելով CRISPR-Cas9 մեթոդը: Սա առաջին անգամն էր, որ այս հեղափոխական մեթոդը փորձարկվում էր քաղցկեղով հիվանդ մարդու վրա։ Թոքերի ագրեսիվ քաղցկեղով տառապող հիվանդը ստացել է փոփոխված գեներ պարունակող բջիջներ՝ օգնելու նրան պայքարել հիվանդության դեմ։ Նրանք նրանից վերցրեցին բջիջներ, կտրեցին դրանք մի գենի համար, որը կթուլացնի իր իսկ բջիջների գործողությունը քաղցկեղի դեմ, և դրանք նորից մտցրեցին հիվանդի մեջ: Նման ձևափոխված բջիջները պետք է ավելի լավ հաղթահարեն քաղցկեղը:

Այս տեխնիկան, բացի էժան և պարզ լինելուց, ունի ևս մեկ մեծ առավելություն. փոփոխված բջիջները կարող են մանրակրկիտ փորձարկվել նախքան նորից ներմուծելը: դրանք փոփոխվում են հիվանդից դուրս. Նրանից արյուն են վերցնում, համապատասխան մանիպուլյացիաներ անում, համապատասխան բջիջներն ընտրում ու նոր միայն սրսկում։ Անվտանգությունը շատ ավելի բարձր է, քան եթե մենք ուղղակիորեն կերակրենք նման բջիջները և սպասենք, թե ինչ կլինի:

այսինքն՝ գենետիկորեն ծրագրավորված երեխա

Ինչից կարող ենք փոխել Գենային ինժեներիան? Շատ բան է ստացվում։ Կան տեղեկություններ, որ այս տեխնիկան օգտագործվում է բույսերի, մեղուների, խոզերի, շների և նույնիսկ մարդկային սաղմերի ԴՆԹ-ն փոխելու համար: Մենք տեղեկություններ ունենք մշակաբույսերի մասին, որոնք կարող են պաշտպանվել հարձակվող սնկերից, երկարատև թարմությամբ բանջարեղենի կամ գյուղատնտեսական կենդանիների մասին, որոնք անձեռնմխելի են վտանգավոր վիրուսներից: CRISPR-ը նաև հնարավորություն է տվել աշխատանքներ իրականացնել մալարիա տարածող մոծակների փոփոխման ուղղությամբ: CRISPR-ի օգնությամբ հնարավոր է եղել այս միջատների ԴՆԹ-ում ներդնել մանրէների դիմադրության գեն։ Եվ այնպես, որ նրանց բոլոր հետնորդները ժառանգեն դա՝ առանց բացառության։

Այնուամենայնիվ, ԴՆԹ-ի կոդերի փոփոխման հեշտությունը բազմաթիվ էթիկական երկընտրանքներ է առաջացնում: Թեև կասկած չկա, որ այս մեթոդը կարող է օգտագործվել քաղցկեղով հիվանդների բուժման համար, այն փոքր-ինչ այլ է, երբ մենք մտածում ենք այն օգտագործել գիրության կամ նույնիսկ շիկահեր մազերի խնդիրների բուժման համար: Որտեղ դնել մարդու գեների միջամտության սահմանը: Հիվանդի գենը փոխելը կարող է ընդունելի լինել, բայց սաղմերի գեների փոփոխությունը նույնպես ավտոմատ կերպով կփոխանցվի հաջորդ սերնդին, որը կարող է օգտագործվել ի բարօրություն, բայց նաև ի վնաս մարդկության:

2014-ին ամերիկացի հետազոտողը հայտարարեց, որ փոփոխել է վիրուսները՝ մկների մեջ CRISPR-ի տարրեր ներարկելու համար: Այնտեղ ստեղծված ԴՆԹ-ն ակտիվացել է՝ առաջացնելով մուտացիա, որն առաջացրել է թոքերի քաղցկեղի մարդկային համարժեքը... Նմանապես, տեսականորեն կարելի էր ստեղծել կենսաբանական ԴՆԹ, որը մարդու մոտ քաղցկեղ է առաջացնում: 2015-ին չինացի հետազոտողները հայտնել են, որ իրենք օգտագործել են CRISPR-ը՝ փոփոխելու մարդկային սաղմերի գեները, որոնց մուտացիաները հանգեցնում են ժառանգական հիվանդության՝ թալասեմիայի: Բուժումը հակասական է եղել: Աշխարհի երկու կարևորագույն գիտական ​​ամսագրերը՝ Nature-ը և Science-ը, հրաժարվել են տպագրել չինացիների աշխատանքը։ Այն վերջապես հայտնվեց Protein & Cell ամսագրում։ Ի դեպ, տեղեկություններ կան, որ Չինաստանում առնվազն չորս այլ հետազոտական ​​խմբեր նույնպես աշխատում են մարդկային սաղմերի գենետիկ մոդիֆիկացիայի վրա։ Այս ուսումնասիրությունների առաջին արդյունքներն արդեն հայտնի են. գիտնականները սաղմի ԴՆԹ-ի մեջ մտցրել են գեն, որը իմունիտետ է հաղորդում ՄԻԱՎ վարակի դեմ:

Շատ փորձագետներ կարծում են, որ արհեստականորեն փոփոխված գեներով երեխայի ծնունդը միայն ժամանակի հարց է։