Sebilangan besar dari kita dilahirkan dengan sifat-sifat yang dapat membantu bersaing dalam masyarakat dengan lebih baik: kecantikan, kecerdasan, penampilan yang luar biasa atau kekuatan fizikal. Kerana kejayaan genetik, nampaknya tidak lama lagi kita akan tersedia untuk sesuatu yang sebelumnya tidak menjadi sasaran - "merancang" orang bahkan sebelum kelahiran mereka. Untuk meminta sifat-sifat yang diperlukan, jika mereka tidak diberikan oleh alam semula jadi, menentukan peluang yang sangat diperlukan dalam hidup. Kami melakukan ini dengan kereta dan benda mati lain, tetapi sekarang kerana genom manusia telah disahkod dan kita sudah belajar bagaimana mengeditnya, nampaknya kita semakin dekat dengan kemunculan anak-anak yang disebut "pereka", "diproyeksikan". Adakah ia kelihatan begitu atau akan menjadi kenyataan?
Lulu dan Nana dari Pandora's Box
Kelahiran anak-anak pertama dengan genom yang diubah pada akhir 2019 menyebabkan gema serius dalam komuniti saintifik dan di kalangan orang ramai. Dia Jiankui, ahli biologi di Universiti Sains dan Teknologi Selatan, China (SUSTech) - Pada 19 November 2018, menjelang Sidang Kemuncak Antarabangsa Kedua untuk Penyuntingan Genom Manusia di Hong Kong, dalam wawancara dengan Associated Press, mengumumkan kelahiran anak-anak pertama dengan genom yang diedit.
Gadis kembar itu dilahirkan di China. Nama mereka, dan juga nama ibu bapa mereka, tidak diungkapkan: "anak GMO" pertama di planet ini dikenal sebagai Lulu dan Nana. Menurut saintis itu, gadis-gadis itu sihat, dan gangguan pada genom mereka telah menjadikan si kembar kebal terhadap HIV.
Kejadian itu, yang sepertinya merupakan langkah baru dalam pengembangan umat manusia, atau paling tidak perubatan, seperti yang telah disebutkan, tidak menimbulkan emosi positif di kalangan rakan-rakan saintis itu. Sebaliknya, dia dihukum. Agensi pemerintah di China memulakan penyelidikan, dan semua eksperimen dengan genom manusia di negara itu dilarang sementara.
Dia Jiankui.
Percubaan, yang tidak dihargai oleh orang ramai, adalah seperti berikut. Saintis mengambil sperma dan telur dari ibu bapa masa depan, melakukan persenyawaan in vitro dengan mereka, dia mengedit genom embrio yang dihasilkan menggunakan kaedah CRISPR / Cas9. Setelah embrio ditanam ke lapisan rahim wanita, ibu masa depan gadis-gadis itu tidak dijangkiti HIV, tidak seperti ayah, yang merupakan pembawa virus.
Video promosi:
Gen CCR5, yang mengkode protein membran yang digunakan oleh virus imunodefisiensi manusia untuk memasuki sel, diedit. Sekiranya ia diubah, seseorang dengan mutasi tiruan seperti itu akan tahan terhadap jangkitan virus.
Lulu dan Nana.
Mutasi yang diciptakan oleh Dia Jiankui secara artifisial disebut CCR5 Δ32: ia juga terdapat di alam semula jadi, tetapi hanya pada beberapa orang, dan telah lama menarik perhatian para saintis. Eksperimen pada tikus pada tahun 2016 menunjukkan bahawa CCR5 Δ32 mempengaruhi fungsi hippocampus, meningkatkan memori dengan ketara. Pengangkutnya tidak hanya kebal terhadap HIV, tetapi juga pulih lebih cepat setelah strok atau kecederaan otak traumatik, mempunyai daya ingatan dan kemampuan belajar yang lebih baik daripada orang "biasa".
Namun, setakat ini tidak ada saintis yang dapat menjamin bahawa CCR5 Δ32 tidak membawa risiko yang tidak diketahui dan bahawa manipulasi seperti itu dengan gen CCR5 tidak akan menyebabkan akibat negatif bagi pembawa mutasi. Kini satu-satunya akibat negatif dari mutasi tersebut diketahui: organisma pemiliknya lebih rentan terhadap demam Sungai Nil Barat, tetapi penyakit ini agak jarang berlaku.
Sementara itu, universiti tempat saintis China bekerja telah melepaskan pekerjanya. Alma mater mengatakan bahawa mereka tidak tahu mengenai eksperimen He Jiankui, yang mereka sebut sebagai pelanggaran berat terhadap prinsip etika dan praktik saintifik, dan dia terlibat dengan mereka di luar tembok institusi.
Harus diingat bahawa projek itu sendiri tidak mendapat pengesahan bebas dan tidak lulus tinjauan rakan sebaya, dan hasilnya tidak diterbitkan dalam jurnal ilmiah. Yang kita ada hanyalah kenyataan saintis.
Karya Dia Jiankui melanggar moratorium antarabangsa atas eksperimen tersebut. Larangan ini dibuat di peringkat perundangan di hampir semua negara. Rakan-rakan ahli genetik bersetuju bahawa penggunaan teknologi penyuntingan genom CRISPR / Cas9 pada manusia membawa risiko yang sangat besar.
Tetapi inti kritikan utama adalah bahawa karya ahli genetik China tidak ada yang inovatif: tidak ada yang pernah melakukan eksperimen seperti itu sebelumnya kerana takut akan akibat yang tidak dapat diramalkan, kerana kita tidak tahu apa masalah yang dapat dihasilkan oleh gen yang diubah untuk pembawa dan keturunannya.
Seperti yang dikatakan oleh ahli genetik Britain, Maryam Khosravi di akaun Twitternya: "Sekiranya kita dapat melakukan sesuatu, itu tidak bermaksud kita harus melakukannya."
Ngomong-ngomong, pada Oktober 2018, bahkan sebelum pernyataan mengejutkan saintis China, ahli genetik Rusia dari Pusat Penyelidikan Perubatan Obstetrik, Ginekologi dan Perinatologi Nasional yang diberi nama Kulakov juga mengumumkan kejayaan perubahan gen CCR5 menggunakan editor genomik CRISPR / Cas9 dan mendapatkan embrio yang tidak terkena HIV. Secara semula jadi, mereka musnah, sehingga tidak sampai pada kelahiran anak-anak.
40 tahun sebelumnya
Maju pantas empat dekad. Pada bulan Julai 1978, Louise Brown dilahirkan di Great Britain - anak pertama dilahirkan sebagai hasil persenyawaan in vitro. Kemudian kelahirannya menimbulkan banyak kebisingan dan kemarahan, dan pergi ke ibu bapa "bayi tabung uji" dan para saintis, yang dijuluki "doktor Frankenstein."
Louise Brown. Pada zaman kanak-kanak dan sekarang.
Tetapi jika kejayaan itu menakutkan beberapa orang, itu memberi harapan kepada orang lain. Jadi, hari ini di planet ini terdapat lebih dari lapan juta orang yang berhutang dengan teknik IVF, dan banyak prasangka yang popular ketika itu telah dihilangkan.
Benar, ada satu masalah lagi: kerana kaedah IVF mengandaikan bahawa embrio manusia "siap" diletakkan di rahim, ia mungkin diubah secara genetik sebelum implantasi. Seperti yang dapat kita lihat, setelah beberapa dekad, inilah yang sebenarnya berlaku.
Prosedur IVF.
Oleh itu, adakah persamaan antara kedua peristiwa itu - kelahiran Louise Brown dan kembar Cina Lula dan Nana? Adakah perlu dibahaskan bahawa kotak Pandora terbuka dan tidak lama lagi akan dapat "memesan" anak yang diciptakan mengikut projek, iaitu pereka. Dan yang paling penting - adakah sikap masyarakat terhadap anak-anak seperti itu akan berubah, kerana secara praktiknya telah berubah terhadap anak-anak "dari tabung uji" hari ini?
Pemilihan embrio atau pengubahsuaian genetik?
Walau bagaimanapun, bukan hanya pengeditan genom yang membawa kita lebih dekat ke masa depan di mana anak-anak akan mempunyai kualiti yang telah dirancang sebelumnya. Lulu dan Nana berutang bukan hanya pada teknologi penyuntingan gen CRISPR / Cas9 dan IVF, tetapi juga diagnosis genetik pra-implantasi embrio (PGD). Semasa percubaannya, He Jiankui menggunakan PGD embrio yang diedit untuk mengesan kesalahan chimerism dan off-target.
Dan jika dilarang mengedit embrio manusia, maka diagnostik genetik pra-implantasi, yang terdiri dalam urutan genom embrio untuk penyakit genetik keturunan tertentu, dan pemilihan embrio yang sihat berikutnya tidak. PGD adalah sejenis alternatif untuk diagnostik pranatal, hanya tanpa perlu menghentikan kehamilan sekiranya terdapat kelainan genetik.
Dalam proses PGD, embrio yang diperoleh melalui persenyawaan in vitro dikenakan pemeriksaan genetik. Prosedur ini melibatkan penyingkiran sel dari embrio pada peringkat awal perkembangan dan "membaca" genomnya. Semua atau sebahagian DNA dibaca untuk menentukan varian gen yang dibawanya. Selepas itu, bakal ibu bapa akan dapat memilih embrio mana yang akan ditanam dengan harapan mengandung.
Preim. diagnosis genetik lantasi (PGD).
Diagnosis genetik pra-implantasi telah digunakan oleh pasangan yang percaya bahawa mereka membawa gen untuk penyakit yang diwarisi untuk mengenal pasti embrio yang kekurangan gen tersebut. Di Amerika Syarikat, ujian seperti ini digunakan pada sekitar 5% kes IVF. Ia biasanya dilakukan pada embrio berusia tiga hingga lima hari. Ujian sedemikian dapat mengesan gen yang membawa kira-kira 250 penyakit, termasuk talasemia, penyakit Alzheimer awal dan fibrosis kistik.
Tetapi hari ini, PGD tidak begitu menarik sebagai teknologi untuk merancang kanak-kanak. Prosedur untuk mendapatkan telur tidak menyenangkan, membawa risiko dan tidak memberikan bilangan sel yang diperlukan untuk dipilih. Tetapi semuanya akan berubah sebaik sahaja memperoleh lebih banyak telur untuk persenyawaan (contohnya, dari sel kulit), dan pada masa yang sama, kelajuan dan harga penjujukan genom akan meningkat.
Ahli bioetika Henry Greeley dari Stanford University di California menyatakan, "Hampir semua perkara yang anda dapat lakukan dengan penyuntingan gen, anda boleh lakukan dengan pemilihan embrio."
Adakah Takdir DNA?
Menurut para pakar, dalam beberapa dekad yang akan datang di negara maju, kemajuan dalam teknologi untuk membaca kod genetik yang tercatat di kromosom kita akan memberi banyak orang peluang untuk mengurutkan gen mereka. Tetapi menggunakan data genetik untuk meramalkan jenis orang yang akan menjadi embrio lebih sukar daripada kedengarannya.
Ramai orang percaya bahawa ada hubungan langsung dan tidak jelas antara gen dan sifat mereka. Idea tentang kewujudan gen yang bertanggungjawab secara langsung untuk kecerdasan, homoseksual, atau, misalnya, kemampuan muzik, tersebar luas. Tetapi walaupun dengan contoh gen CCR5 yang disebutkan di atas, perubahan yang mempengaruhi otak, kami melihat bahawa semuanya tidak begitu mudah.
Terdapat banyak - penyakit jarang genetik yang dapat dikenali dengan tepat oleh mutasi gen tertentu. Sebagai peraturan, memang ada hubungan langsung antara pemecahan gen tersebut dan penyakit ini.
Penyakit yang paling biasa atau kecenderungan perubatan - diabetes, penyakit jantung atau jenis barah tertentu - dikaitkan dengan beberapa atau bahkan banyak gen dan tidak dapat diramalkan dengan pasti. Di samping itu, mereka bergantung pada banyak faktor persekitaran - misalnya, pada diet seseorang.
Tetapi mengenai perkara yang lebih kompleks seperti keperibadian dan kecerdasan, di sini kita tidak tahu banyak mengenai gen mana yang terlibat. Walau bagaimanapun, para saintis tidak kehilangan sikap positif. Oleh kerana bilangan orang yang genomnya diurutkan meningkat, kita akan dapat mengetahui lebih lanjut mengenai kawasan ini.
Sementara itu, Euan Birney, pengarah Institut Bioinformatik Eropah di Cambridge, mengisyaratkan bahawa penyahkodan genom tidak akan menjawab semua soalan, nota: "Kita mesti menjauhi idea bahawa DNA anda adalah takdir anda."
Konduktor dan orkestra
Namun, ini bukan semua. Bukan hanya gen yang bertanggungjawab untuk kecerdasan, watak, fizikal dan penampilan kita, tetapi juga epigen - tanda khusus yang menentukan aktiviti gen, tetapi tidak mempengaruhi struktur utama DNA.
Sekiranya genom adalah sekumpulan gen di dalam tubuh kita, maka epigenome adalah sekumpulan tag yang menentukan aktiviti gen, sejenis lapisan pengatur yang terletak, sebagaimana adanya, di atas genom. Sebagai tindak balas terhadap faktor luaran, dia memerintahkan gen mana yang harus berfungsi dan mana yang harus tidur. Epigenome adalah konduktor, genom adalah orkestra, di mana setiap pemuzik mempunyai bahagiannya sendiri.
Perintah seperti itu tidak mempengaruhi urutan DNA, mereka hanya menghidupkan (menyatakan) beberapa gen dan mematikan (menekan) yang lain. Oleh itu, tidak semua gen yang ada di kromosom kita berfungsi. Manifestasi sifat fenotipik tertentu, kemampuan untuk berinteraksi dengan alam sekitar, dan bahkan kadar penuaan bergantung pada gen mana yang disekat atau tidak disekat.
Yang paling terkenal dan, seperti yang dipercayai, mekanisme epigenetik yang paling penting adalah metilasi DNA, penambahan kumpulan CH3 oleh enzim DNA - metiltransferase ke sitosin - salah satu daripada empat asas nitrogen dalam DNA.
Epigenome.
Apabila kumpulan metil melekat pada sitosin gen tertentu, gen tersebut dimatikan. Tetapi, secara mengejutkan, dalam keadaan "tidak aktif", gen ini diserahkan kepada keturunan. Pemindahan watak seperti itu yang diperoleh oleh makhluk hidup semasa hidup disebut warisan epigenetik, yang berterusan selama beberapa generasi.
Epigenetik - sains yang dipanggil adik perempuan genetik - mengkaji bagaimana menghidupkan dan mematikan gen mempengaruhi sifat fenotipik kita. Menurut banyak pakar, dalam pengembangan epigenetik itulah kejayaan teknologi masa depan untuk mencipta kanak-kanak berjenama.
Dengan menambahkan atau menghapus "tanda" epigenetik, kita dapat, tanpa mempengaruhi urutan DNA, melawan kedua penyakit yang timbul di bawah pengaruh faktor yang tidak menguntungkan, dan memperluas "katalog" ciri reka bentuk anak yang dirancang.
Adakah senario Gattaki dan ketakutan lain nyata?
Ramai yang khuatir bahawa dari penyuntingan genom - untuk mengelakkan penyakit genetik yang serius - kita akan terus maju ke tahap peningkatan orang, dan tidak jauh sebelum munculnya superman atau ramalan kemanusiaan menjadi kasta biologi, seperti yang diramalkan oleh Yuval Noah Harari.
Ahli bioetika Ronald Green dari Dartmouth College di New Hampshire percaya kemajuan teknologi dapat menjadikan "reka bentuk manusia" lebih mudah diakses. Dalam 40-50 tahun ke depan, dia mengatakan, “kita akan melihat penggunaan teknologi penyuntingan gen dan pembiakan untuk memperbaiki manusia; kita boleh memilih warna mata dan rambut untuk anak kita, kita mahukan peningkatan kemampuan atletik, kemahiran membaca atau numerasi, dan sebagainya."
Walau bagaimanapun, kemunculan kanak-kanak pereka penuh dengan bukan sahaja akibat perubatan yang tidak dapat diramalkan, tetapi juga memperdalam ketaksamaan sosial.
Seperti yang ditunjukkan oleh saintis bioetika Henry Greeley, peningkatan kesihatan yang dapat dicapai 10-20% melalui PGD, sebagai tambahan kepada manfaat yang telah dibawa oleh kekayaan, dapat menyebabkan jurang yang semakin meningkat dalam status kesihatan orang kaya dan miskin - baik di masyarakat maupun di antara negara.
Dan sekarang dalam khayalan ada gambaran mengerikan dari golongan elit genetik, seperti yang digambarkan dalam filem thriller Gattaca dystopian: kemajuan teknologi telah menyebabkan fakta bahawa eugenik tidak lagi dianggap sebagai pelanggaran norma moral dan etika, dan produksi orang yang ideal dilancarkan. Di dunia ini, umat manusia terbahagi kepada dua kelas sosial - "valid" dan "in-valid". Yang pertama, sebagai peraturan, adalah hasil lawatan ibu bapa ke doktor, dan yang terakhir adalah hasil persenyawaan semula jadi. Semua pintu terbuka untuk "baik", dan "tidak layak", sebagai peraturan, berada di laut.
Masih dari filem "Gattaca" (1997, Amerika Syarikat).
Mari kembali ke realiti kita. Kami menyatakan bahawa masih belum mungkin untuk meramalkan akibat gangguan pada urutan DNA: genetik tidak memberikan jawapan kepada banyak persoalan, dan epigenetik sebenarnya berada pada tahap awal perkembangan. Setiap percubaan dengan kelahiran anak-anak dengan genom yang diubah adalah risiko yang besar bahawa dalam jangka masa panjang boleh menjadi masalah bagi anak-anak seperti itu, keturunan mereka dan, mungkin, seluruh spesies manusia.
Tetapi kemajuan teknologi di bidang ini, setelah menyelamatkan kita, mungkin dari beberapa masalah, akan menambah yang baru. Kemunculan sempurna dalam semua aspek anak-anak perancang yang, setelah matang, menjadi anggota masyarakat, dapat menimbulkan masalah serius dalam bentuk ketidaksamaan sosial yang semakin dalam pada peringkat genetik.
Terdapat masalah lain: kami tidak melihat topik yang dipertimbangkan melalui pandangan kanak-kanak. Orang kadang-kadang cenderung untuk menilai kemampuan sains secara berlebihan, dan godaan untuk mengganti keperluan penjagaan anak mereka dengan susah payah, didikan dan belajar dengan membayar bil di klinik khusus boleh menjadi sangat baik. Bagaimana jika anak pereka, di mana banyak wang dilaburkan dan yang mempunyai begitu banyak harapan, tidak memenuhi harapan itu? Sekiranya, walaupun terdapat kecerdasan yang diprogramkan dalam gen dan penampilan yang luar biasa, dia tidak menjadi apa yang mereka mahu lakukan? Gen belum ditakdirkan.
