Содержание
- Генная инженерия: основной процесс
- Этика генной инженерии: обзор
- Генная инженерия: социальные последствия
- Общие применения генной инженерии
- CRISPR и генное редактирование
- Различные этические последствия генной инженерии
Генная инженерия, также называемая генетической модификацией и имеющая ряд других свободных идентификаторов, является целенаправленной манипуляцией с дезоксирибонуклеиновой кислотой (ДНК) для изменения генов организмов с использованием лабораторных методов.
Это включает в себя клонирование геновили размножение множества копий определенной последовательности ДНК, содержащей генетический код для конкретного белкового продукта.
После того, как интересующий генетический материал был выделен из его родительской ДНК, он должен быть введен в цепь существующей ДНК из другого источника, чтобы он мог выполнять свою функцию.
Эта нить "смешанной" ДНК называется рекомбинантная ДНК, По сути, «привитая» ДНК использует клеточный механизм среды, в которую она была введена, и клонированный ген экспрессируется (то есть синтезируется белок, для которого он кодирует) в гибридной цепи ДНК.
Появление молекулярной клеточной биологии вскоре уступило место осуществлению и завершению Проект генома человека, С самого начала «нового тысячелетия» понимание человечеством прикладной генетики и инструментов, имеющихся в распоряжении исследователей во всем мире, значительно расцвело.
Но с увеличением возможностей в таких областях, как клонирование, возрастают обязанности, учитывая то, что поставлено на карту для будущих поколений. Каковы этические проблемы с этой технологией, и каково состояние этики в генной инженерии как дисциплине?
Генная инженерия: основной процесс
Пример генетического изменения применительно к микробам дает хороший обзор общего процесса инженерии ДНК.
Во-первых, если вы отвечаете за такой проект, ваша команда инженеров должна найти ген, который стоит усилить - другими словами, размножить - или включить в новый организм.
Например, что если бы вы могли дать определенным лягушкам способность светиться в темноте? Для этого вам необходимо сначала идентифицировать другой организм, обладающий этим признаком, а затем определить точную последовательность ДНК или ген, который придает этой способности, например, путем кодирования фотолюминесцентного белка.
Затем вам нужно решить, куда в целевой ДНК (то есть, в ДНК лягушки) будет направлен ген. Вы также должны найти вектор, чтобы получить ген к цели. Вектор представляет собой фрагмент ДНК, в который ген может быть вставлен для переноса в организм реципиента. Часто этот вектор происходит от бактерий или дрожжей.
Вам также нужно найти подходящий рестрикционные эндонуклеазыкоторые представляют собой ферменты, которые вырезают короткие (от четырех до восьми оснований) сегменты ДНК, чтобы на их место можно было вставить другие длины ДНК. Наконец, ДНК-мишень и вектор смешивают в присутствии ДНК-лигазафермент, который связывает их вместе, чтобы произвести рекомбинантную ДНК.
В целом, процесс очень прост, по крайней мере, с теоретической точки зрения.
Этика генной инженерии: обзор
Генная инженерия - это любой процесс, в котором геном манипулируют, изменяют, удаляют или корректируют с целью усиления, изменения или корректировки определенной характеристики организма. Другими словами, он охватывает очень широкий спектр уникальных химических изменений, учитывая количество признаков, доступных для манипуляции у эукариотических организмов (животных, растений и грибов).
Аналоги эукариот в живом мире, прокариоты, почти все одноклеточные и имеют сравнительно небольшое количество ДНК. Как и следовало ожидать, с технической точки зрения гораздо проще манипулировать геномом (суммой всей ДНК в хромосомах организмов) бактерий, чем, скажем, козлом.
Но в то же время генно-инженерные исследования бактерий, помимо того, что это было действительно возможным в первые дни генетической модификации, также позволили избежать практически всех этических проблем, поскольку никто не заботился о благополучии бактерий.
Но быстрый подход дня, когда станет возможным воспроизводить целые человеческие существа, вызывает всевозможные новые этические дебаты в научном сообществе и за его пределами.
Генная инженерия: социальные последствия
В то время как генная инженерия в целом полезна для общества, некоторые применения могут вызывать этические проблемы, особенно в отношении прав животных и человека.
Например, в то время как легкомысленный пример светящейся в темноте лягушки имел в виду в шутку, правда, что создание такого животного было бы чревато этическими проблемами. Например, зачем делать животное более восприимчивым к ночным хищникам, так как его легче увидеть?
К концу первого десятилетия 21-го века биоэтики, социологи, антропологи и другие наблюдатели уже рассматривали проблемы, которые еще не были полностью подняты из-за практических или технологических барьеров, которые, как ожидалось, обойдутся как генетические инженерия стала более совершенной и изысканной.
Многие из них были довольно легко представить (например, клонирование людей); другие были намного более тонкими. У немногих, конечно, есть простые или определенные ответы.
С некоторыми последствиями возможности проверять, гораздо менее имитирующими, определенные гены нелегко противостоять. Например, если медицинская наука позволила вам определить, несет ли ребенок, которого вы только что зачали, и который сейчас находится в утробе вашего или ваших партнеров, ген для смертельной болезни, как бы вы отреагировали?
Изменит ли это что-нибудь из болезни, возникшей позже в жизни? Чувствуете ли вы моральную ответственность за то, чтобы рассказать ребенку в течение его или ее жизни, если беременность привела к живому рождению явно здорового ребенка?
Общие применения генной инженерии
Люди часто склонны говорить о генной инженерии, как если бы она была концепцией будущего. Но на самом деле, он уже здесь и глубоко укоренился в ряде повседневных приложений. В результате этические загадки уже есть в мире.
Сельское хозяйство: Не нужно быть высококлассным новостным наркоманом, чтобы знать о непрекращающемся споре, связанном с генетически модифицированными продуктами. часто называют ГМО (для "генетически модифицированных организмов"). Полное рассмотрение этой темы само по себе потребовало бы нескольких статей по крайней мере столько же, сколько эта.
Искусственный отбор (разведение): Генетические манипуляции с репродукцией животных на протяжении современной истории человечества традиционно не требуют целенаправленных микробиологических методов. Тем не менее, избирательное разведение между собаками, чей комплемент ДНК по определенным признакам был картирован на протяжении многих поколений, является формой генной инженерии на уровне организма.
Генная терапия: Генная инженерия позволяет доставлять рабочие гены пациентам, чья собственная ДНК не включает эти гены. См. Ресурсы для статьи об исследовании, использующем эту технику при болезни Паркинсона, нейродегенеративном расстройстве, которым страдают около полумиллиона американцев.
Клонирование: Как правило, это относится к созданию точной копии цепи ДНК, но ее также можно использовать для клонирования (то есть дублирования) всего организма.
Фармацевтическая индустрия: Генетическая модификация может быть использована для создания прокариотических микроорганизмов, которые могут вырабатывать химические вещества (например, белки или гормоны) для создания лекарств или методов лечения для пользы человека. Это использует преимущества очень короткого времени генерации (то есть скорости размножения) большинства бактерий.
CRISPR и генное редактирование
Пожалуй, самой серьезной проблемой в области генной инженерии, превосходящей даже ГМО-продукты, является появление CRISPR, что означает сlustered рegularly яnterspaced sХорт пalindromic рepeats.
Эти короткие последовательности ДНК из бактерий могут быть использованы для создания соответствующих последовательностей РНК и с помощью фермента, называемого Cas9, могут использоваться для «проникновения» последовательностей ДНК в геном человека или удаления других. Следовательно, термин «редактирование генов» часто встречается в обсуждениях CRISPR.
Подлинный смысл CRISPR заключается в том, что эту процедуру можно использовать не только для настройки и манипулирования генами человека как такового, но и эмбрионов человека, что дает возможность «дизайнерских детей». Это может привести к «изготовлению» только определенных типов людей (например, людей с определенным цветом глаз, этническим профилем, уровнем интеллекта, общим внешним видом и силой и т. Д.). В то время как всем нужны сильные, здоровые дети, использует ли биотехнология этические нормы?
Кроме того, как и с любой новой технологией, невозможно узнать долгосрочное влияние изменения ДНК чьих-либо (или любых организмов) таким образом.
Таким образом, в дополнение к заботе об «игре Бога» и превышении границ, которые некоторые люди чувствуют, что природа создала естественное место, существуют практические проблемы со здоровьем: генно-инженерные организмы, созданные с помощью таких открытий, как CRISPR, выглядят великолепно, когда они совершенно новые, но как они выдержать базовые испытания временем?
Различные этические последствия генной инженерии
Сельскохозяйственное воздействие: Генетическая модификация некоторых растений (и патенты на эти растения) означает, что фермеры, не использующие эти семена, с большей вероятностью обанкротятся. Кроме того, если их семена даже случайно скрещены с запатентованными семенами, на них можно подавать в суд, даже если это произошло просто из-за окружающей среды или неизбежного перекрестного опыления.
Многие из этих растений устойчивы к гербицидам, используемым для уничтожения сорняков и конкурирующих растений, но некоторые из этих гербицидов также токсичны для человека, вызывая еще одну этическую проблему.
ГМО-растения также могут влиять на естественную экосистему, передавая эти новые гены другим растениям; долгосрочное воздействие на окружающую среду пока неизвестно.
Права животных: Некоторые формы генной инженерии кажутся нарушением прав животных. Домашние животные, такие как цыплята, часто разрабатываются для увеличения груди, что делает существование и жизнь болезненными и почти невозможными. Эти типы модификаций делают мясо лучше для людей, но, несомненно, добавляет трудности и боли в жизнь животных.
Трудно согласовать это с «этическим» поведением в уме любого, кто придает значение идее о живых существах, подвергающихся ненужным страданиям.
Ранее разведение упоминалось как форма генной инженерии. Собаководство является одной из областей, в которой опасности этой практики широко освещаются, хотя собаководство все же остается популярным. Заводчики часто пытаются использовать генетически ограниченные образцы для создания «чистокровных» линий (и опять же, искусственный отбор - это форма генной инженерии, основанная на тех же эволюционных принципах, что и естественный отбор).
Эти животные часто сталкиваются с проблемами со здоровьем, в основном из-за сохранения вредных генов, которые естественным образом выпали бы из популяции, но сохраняются из-за разведения собак.
Устранение «плохих» генов: Основная привлекательность генной инженерии для многих людей заключается не в том, что она может создать что-то супер, а в том, что она может устранить то, что уже здесь, но нежелательно. CRISPR и связанные с ним технологии могут привести к способности удалять вредные гены или, что более интересно, избавляться от людей или организмов с генами, которые приводят к хроническим заболеваниям или психическим заболеваниям.
Это этично? Что, если эти поверхностно «плохие» гены действительно служат хорошей цели, как это делает ген «серповидноклеточной» в своей гетерозиготной форме, часто предлагая защиту от малярии? Нет ничего плохого в том, чтобы хотеть «избавиться» от психического заболевания, но Идея устранения людей, которые могут развивать психическое заболевание позже, но свободны от него сегодня должны охлаждать кровь любого гражданина.
И даже если наверняка известно, что у некоторых людей разовьется ужасное психическое заболевание, означает ли это, что таким людям, которые никогда не просили какой-либо своей ДНК и не имеют никакого отношения к возникновению проблем в собственных геномах, следует отказать в возможности в жизни? Кто этики, представляющие тех, кто в результате несчастных случаев на рождение получил очень трудную жизнь?
Изменения в генетическом разнообразии: Исключение «плохих генов» и выбор только «хороших признаков» может привести к тому, что растения, животные и люди будут слишком генетически похожи. Это делает людей и другие организмы более уязвимыми к болезням и риску заболеть большей частью населения. Это также мешает естественный отбор, эволюционные процессы а также популяционная генетикаВсе из которых, хотя и медленно, а иногда и неуклюже, имеют тенденцию делать адекватную работу по поддержанию порядка в биосфере.