Содержание
- Первая Генетическая Карта
- Проект генома человека
- Видение реальности
- Пар оснований
- Дефектное редактирование генов
- Необходимы дополнительные исследования
- Дизайнер младенцев
- Будущее Генного Редактирования
Достижения генного редактирования в августе 2017 года вызывают этические опасения, что некоторые люди могут захотеть производить детей, которые могут петь как Адель, танцевать балет как Барышников или как Сай Янг. Ученые говорят, что эти идеи - больше научная фантастика, чем факт, потому что такие таланты не принадлежат какому-либо одному идентифицируемому гену, а скорее являются комбинацией генов обоих родителей.
Первая Генетическая Карта
Генная инженерия имеет некоторые из своих самых ранних корней в 1913 году, когда американский генетик Альфред Стюртевант впервые разработал генетическую карту хромосом для своей докторской диссертации. Sturtevant доказал генетическую связь - передачу генетического материала - на стадии клеточного деления полового размножения. Он обнаружил, что во время деления клеток, мейоза, количество хромосом в родительских клетках уменьшается вдвое, что приводит к образованию сперматозоидов и яйцеклеток.
Проект генома человека
После открытия двойной спиральной структуры в 1953 году исследователями Фрэнсисом Криком и Джеймсом Уотсоном, ученые поняли, что был сделан решающий шаг для полного картирования генома человека. Опираясь на свою работу, Фредерик Сангер обнаружил, как секвенировать ДНК, определяя порядок четырех оснований ДНК, определяемых химическими буквами A для аденина, T для тимина, G для гуанина и C для цитозина. К 1980-м годам процесс был полностью автоматизирован.
Видение реальности
Идея полного картирования всего генома человека стала реальностью в 1988 году, когда Конгресс финансировал Национальный институт здравоохранения и Министерство энергетики для «координации научно-технической деятельности, связанной с геномом человека». Ожидается, что в течение десятилетий проект отобразил почти 90 процентов генома человека к 2000 году и был полностью завершен в 2003 году, всего через 50 лет после того, как Крик и Уотсон обнаружили двойную спираль.
Пар оснований
Было обнаружено, что основания ДНК сходным образом спариваются на противоположных цепях, А с Т и G с С, образуя две пары оснований. HGP идентифицировал приблизительно 3 миллиарда пар оснований, которые существуют в ядре наших клеток в 23 парах хромосом.
Дефектное редактирование генов
Перенесемся в август 2017 года, всего через пять лет после публикации технологии Crispr-9, которая позволяет редактировать гены - известные как «кластерные регулярно пересекающиеся короткие палиндромные повторы» - группа международных ученых из Орегона, Калифорнии, Кореи и Китая успешно отредактировала дефектный ген человеческого эмбриона, передающий врожденный порок сердца, гипертрофическая кардиомиопатия. Этот дефект приводит к внезапной смерти молодых спортсменов и встречается один на каждые 500 человек.
Международная команда ученых опробовала два метода, один из которых оказался более успешным, чем другой. Первый был связан с яйцеклетками, оплодотворенными мужской спермой, несущей дефектный ген. Они вырезали дефектный мужской ген MYBPC3 и вводили здоровую ДНК в клетку с мыслью, что мужской геном вставит здоровую матрицу в область разреза; вместо этого он сделал что-то неожиданное. Он скопировал здоровую клетку из женского генома.
Хотя этот метод работал, он восстановил только 36 из 54 протестированных эмбрионов. Хотя дополнительные 13 эмбрионов не имели мутации, не все клетки из 13 не имели мутаций. Этот метод не всегда работал, так как некоторые эмбрионы содержали как восстановленные, так и неотремонтированные клетки.
Второй метод включал введение генетических «ножниц» вместе со сперматозоидами в яйцеклетку, содержащую митохондриальную ДНК, до оплодотворения. Это привело к 72-процентному успеху, при этом все 42 из 58 протестированных эмбрионов были свободны от мутаций, хотя у 16 содержалась нежелательная ДНК. Если бы эти эмбрионы развивались в младенцев, а позже создавали потомство, дефектный ген не был бы унаследован. Эмбрионы, разработанные для этого исследования, были уничтожены через три дня.
Необходимы дополнительные исследования
Инженерия зародышевой линии не работает, когда оба родителя несут один и тот же дефектный ген, поэтому многие ученые хотели бы завершить больше испытаний. Согласно действующему федеральному закону государственное финансирование научных исследований и разработок зародышевой линии не разрешается, что ограничивает то, сколько ученые могут законно завершить. Финансирование исследований частично осуществлялось Институтом фундаментальных наук в Южной Корее, Орегонским университетом здравоохранения и науки и частными фондами.
Дизайнер младенцев
Идея созданных дизайнером младенцев ужасает многих, особенно по сравнению с шумом по поводу генной инженерии семян и продуктов питания. Но в то время как гигантские шаги предпринимаются в редактировании дефектных генов, создание дизайнерских детей не так просто.
Ученые утверждают, что при определении роста человека в игру вступают 93 000 генных вариаций. Хэнк Грили, директор Центра права и биологических наук в Стэнфорде, заявил в статье в New York Times: «Мы никогда не сможем сказать честно:« Этот эмбрион выглядит как 1550 на SAT из двух частей, как отдельные таланты возникают из множества комбинаций генов ".
Будущее Генного Редактирования
На данный момент ученые утверждают, что инженерия зародышевой линии может принести большую пользу людям, которые хотят создать семью, но являются носителями дефектных врожденных генов. Регулярные Джо и Джейн, скорее всего, даже не подумают о редактировании генов и экстракорпоральном оплодотворении, если только в этом нет особой необходимости, поскольку это дорогостоящий процесс и «секс веселее», говорит доктор Р. Альта Чаро, биоэтик в Висконсинском университете в Мэдисоне.
Тем не менее, в то время как общество продолжает погружаться в быстро развивающуюся технологическую эру, этические последствия разработки зародышевой линии, редактирования генов и дизайнерских младенцев будут обсуждаться и обсуждаться в течение многих лет.