Ni skrivnost, da je prihodnost biologije, medicine, kmetijstva in cele vrste drugih znanosti in industrij povezana z razvojem genskega inženiringa. Ena najbolj obetavnih tehnologij na tem področju velja za urejanje genov - CRISPR.
Spoznajmo: CRISPR
Prvič so se o novi tehnologiji začeli pogovarjati leta 1987, ko so japonski znanstveniki v DNK E. coli našli ponavljajoče sekvence neznanega namena. Imenovali so jih težki: kratke palindromske (beremo isto v obe smeri) ponovitve, redno razporejene po skupinah (grozdni redni interspaced kratki palindromski ponovitve).
Zakaj so ti drobci potrebni, je postalo jasno šele deset let kasneje. Izkazalo se je, da se palindromi ponavljajo, ker so del imunskega sistema, shranijo "rez" genskega materiala virusov, ki so jih prej srečevale bakterije. V primeru novega napada virusa ta "baza podatkov" pomaga celici, da hitreje prepozna sovražnika in ga zato hitreje uniči.
To odkritje ni povzročilo veliko zanimanja za širšo znanstveno skupnost, dokler biologi na kalifornijski univerzi Jennifer Doudna in Emmanuelle Charpentier niso ugotovili, da je mogoče nadzorovati mehanizem za prepoznavanje in uničevanje virusov. Kot so v znanstveni publikaciji leta 2012 poudarili avtorji odkritja, je mogoče z umetnim vnašanjem določenega fragmenta DNK v „bazo podatkov“poljubno izrezati kateri koli izbrani genom. Leto kasneje je bil narejen naslednji korak: v celico, ki se je obnavljala po rezanju, so vbrizgali košček DNK, ki je na robovih sovpadal z rezanim kromosomom. Hkrati bi lahko bilo na sredini karkoli - celica ni prepoznala zamenjave in je "trojanski konj" mirno vgradila v svojo strukturo.
Tako je človeštvo prejelo CRISPR, tehnologijo za manipulacijo z genomi, ki po razpoložljivosti, natančnosti in učinkovitosti presega vse prejšnje. Potencial tehnike je takšen, da znanstveniki upajo, da jo bodo uporabili za reševanje nekaterih svetovnih svetovnih težav.
Promocijski video:
Dovolj hrane za vse
CRISPR bi lahko na primer trajno odpravil grožnjo pomanjkanja hrane, tako da bo kmetijstvo in predelavo hrane na povsem novo raven. Preizkusi v tej smeri že potekajo.
Na kalifornijski univerzi v Berkeleyu razvijajo vrsto kakavovih zrn, ki se ne bo bal bolezni in glivičnih okužb. DuPont Pioneer s sedežem v Des Moinesu v Iowi je sporočil, da bo leta 2020 predstavil revidirani koruzni hibrid. Kitajskim znanstvenikom je CRISPR že uspelo uporabiti za povečanje donosa riža, hkrati pa so razvili hladno odporno pasmo prašičev, ki pri prašičih brez gretja odlično delujejo.
S pomočjo CRISPR tehnologije lahko poskrbim, da se samci ne bodo več rodili v populaciji komarjev. Celo Bill Gates se je s tem začel zanimati: predlagal je, naj znanstveniki v rastline uvedejo naravne pesticide in herbicide, kar naj bi privedlo do povečanja pridelka in boljšega skladiščenja ter celo do zmanjšanja stroškov vzdrževanja sajenja.
Morda edino, kar preprečuje, da bi gensko spremenjeni izdelki prevzeli police v trgovinah in v naših hladilnikih, je javno mnenje. Ljudje se bojijo izdelkov, pridobljenih po njihovem mnenju, nenaravno in so pripravljeni plačati pretirane cene za tako imenovano naravno hrano, pridelano brez kakršnih koli kemičnih dodatkov ali drugih posegov. Toda nedavno odkritje skupine znanstvenikov z univerze v Sankt Peterburgu in Inštituta za molekularno biologijo v Strasbourgu lahko zatre zaupanje v tisto, kar bi moralo veljati za naravno in naravno. Ko so preučili nekaj sto vrst rastlin, so odkrili gensko spremenjene organizme, ki jih je ustvarila sama narava. Med njimi so bili najbližji sorodniki tobaka, sladkega krompirja, arašidov, orehov, čaja, brusnic, hmelja … Kot je poudaril soavtor odkritja, je dr. Profesorica Tatyana Matveeva: "Naše raziskave so pokazale, da se je človeštvo skozi zgodovino nenehno spopadalo z GSO."
Bolezni se bodo pozdravile pred rojstvom
Toda zdravniki so pokazali veliko več zanimanja za novo tehniko. V nobeni drugi panogi urejanje genov ne bi moglo biti tako razširjeno in tako koristno kot v medicini.
Prvi svetovni poskus urejanja genoma odrasle osebe je bil izveden leta 2017 v Kaliforniji. V poskusu se je strinjal, da bo sodeloval 44-letni Brian Mado, ki trpi za mukopolisaharidozo tipa II (Hunterjev sindrom), zaradi katere je že opravil 26 operacij. Moški naj bi se poročil in živel s svojo izbranko čim dlje, zato se je odločil za nenavadno zdravljenje: pridobiti manjkajoči gen. Če bi to uspelo, bi več kot 10 tisoč ljudi našlo upanje za ozdravitev (to je toliko ljudi na Zemlji, ki imajo Hunterjev sindrom). Na žalost izračuni zdravnikov niso bili upravičeni in v medicini ni prišlo do preboja.
Veliko bolj učinkovit je bil vpliv na genom še razvijajočega se organizma, ki ga je izvedel znanstvenik iz Kitajske Jiankui He. Lani novembra je svet šokiral z napovedjo o rojstvu prvih otrok, urejenih z genomi - dvojčici Lulu in Nana. Umetna mutacija je zaradi njih postala imun na HIV. Odločili so se, da se zateče k urejanju, saj je oče deklet, katerih ime se skriva za psevdonimom Mark, okuženo.
Več klinik, specializiranih za težave s plodnostjo, je takoj pokazalo zanimanje za projekt kitajskega znanstvenika: njihovi menedžerji so trdili, da bi si številni starši želeli obdariti svoje potomce z odporom na »kugo 20. stoletja«. Toda s pomočjo urejanja genov je mogoče rešiti človeštvo ne le pred virusom HIV, ampak tudi pred srpastocelično anemijo, rakom dojk in jajčnikov ter številnimi resnejšimi boleznimi.
Štafeto iz He je že prestregel uslužbenec moskovskega znanstvenega centra za porodništvo, ginekologijo in perinatologijo, imenovan po akademiku V. I. Kulakova Denis Rebrikov. Uredil bo genom oplojenih zarodkov petih prirojenih gluhih parov, da otroci ne bodo podedovali težav svojih staršev. Denis Rebrikov je že začel z delom: izvaja genetsko urejanje jajc, ki jih odvzame ženska z normalnim sluhom - to je potrebno za preučevanje in preprečevanje možnih stranskih učinkov. Rezultate poskusov je Rebrikov obljubil, da bo objavil. Do zdaj je eden od domnevnih petih zakonskih parov dal soglasje za sodelovanje v nadaljnjih poskusih.
Civilizacija "umetnih" ljudi?
Znanstveni svet in širša javnost sta bili pozorni na urejanje zarodkov. Pionir Jiankui He je bil še posebej kritiziran. Nekdo je govoril o nedopustnosti poskusov na ljudeh, nekdo je rekel, da tehnologija CRISPR še ni bila razvita in je zato nevarna. Toda eden glavnih, čeprav ne glasnih razlogov, je ta, da obstaja le en korak od posega v genom zarodka v terapevtske namene do ustvarjanja "oblikovalskih dojenčkov" z jasno določenimi parametri videza, inteligence, psihotipa … In to, kot pravijo, povsem drugačna zgodba, v kateri je doslej več vprašanj kot odgovorov.
Kaj pa, če želijo starši nerojenega otroka "uglasiti" na povsem zoprn način - mu dati lastnosti Michaela Jacksona ali mu na hrbtu zrasti angelska krila? Kdo bo branil pravico nerojenih otrok, da so sami? Ali bodo »umetni« ljudje veljali za polnopravne člane družbe? Če sprva genetska zasnova ne bo na voljo vsem, ali to ne bo povzročilo delitve družbe na "izboljšane" bogate in naravne (beri "najslabše") revne? Ali pa so bile kate, ki so bile prvotno namenjene določenemu delu, kot je v pogumnem Novem svetu Aldous Huxley?
Edino, kar zdaj lahko rečemo, je, da so "dizajnerski" dojenčki še vedno fantazija. Trenutna raven genetske tehnologije ne omogoča pravilnega prilagajanja številnih genov, odgovornih za inteligenco, sposobnost za glasbo ali slikanje, fizično moč in vzdržljivost. Vendar ni dvoma, da bo prišel dan, ko bo to mogoče. In potem bodo morali naši potomci rešiti neprimerljive etične težave, sestaviti nove zakone in živeti v skladu z njimi v družbi, ki je zdaj povsem nepredstavljiva, urejena na genski ravni.
Revija: Skrivnosti 20. stoletja №51. Avtor: Svetlana Yolkina