Nije tajna da je budućnost biologije, medicine, poljoprivrede i čitavog niza drugih znanosti i industrija povezana s razvojem genetskog inženjerstva. Jedna od najperspektivnijih tehnologija na ovom području smatra se uređivanjem gena - CRISPR.
Upoznajmo se: CRISPR
Prvi put su o novoj tehnologiji počeli razgovarati 1987. godine, kada su japanski znanstvenici pronašli ponavljanje skupina sljedova nepoznate namjene u DNK E. coli. Nazvani su teškim: kratki palindromski (čitati isto u oba smjera) ponavljanja, redovito raspoređeni u skupinama (klasterirani redoviti međuprostorni kratki palindromski ponavljanja).
Zašto su ti fragmenti potrebni, postalo je jasno tek deset godina kasnije. Pokazalo se da palindromi koji se ponavljaju, sudjelujući u imunološkom sustavu, pohranjuju "rez" genetskog materijala virusa koji su prethodno naišli na bakterije. U slučaju novog napada virusa, ova "baza podataka" pomaže stanici da brže prepozna neprijatelja i, sukladno tome, brže ga uništi.
Ovo otkriće nije izazvalo veliko zanimanje u široj znanstvenoj zajednici sve dok biolozi sa Sveučilišta u Kaliforniji Jennifer Doudna i Emmanuelle Charpentier nisu shvatili da se mehanizam za prepoznavanje i uništavanje virusa može kontrolirati. Kako su istakli autori otkrića u znanstvenoj publikaciji 2012. godine, umjetnim unošenjem određenog fragmenta DNK u „bazu podataka“moguće je bilo gdje izrezati bilo koji odabrani genom. Godinu dana kasnije, učinjen je sljedeći korak: komad DNK ubrizgan je u stanicu koja se oporavljala nakon rezanja, a koja se na rubovima podudarala s izrezanim kromosomom. Istodobno, u sredini bi moglo biti bilo što - stanica nije prepoznala zamjenu i smireno je "trojanski konj" ugradio u svoju strukturu.
Ovako je čovječanstvo dobilo CRISPR, tehnologiju manipulacije genomom koja prema dostupnosti, točnosti i učinkovitosti nadmašuje sve dosadašnje. Potencijal ove tehnike je takav da se znanstvenici nadaju da će je upotrijebiti za rješavanje nekih svjetskih globalnih problema.
Promotivni video:
Dosta hrane za sve
Na primjer, CRISPR bi mogao trajno ukloniti prijetnju nestašicom hrane, uzimajući poljoprivredu i preradu hrane na potpuno novu razinu. Eksperimenti u tom smjeru već su u tijeku.
Na kalifornijskom sveučilištu u Berkeleyu razvija se vrsta kakao zrna koja se neće bojati bolesti i gljivičnih infekcija. DuPont Pioneer, sa sjedištem u Des Moinesu, Iowa, objavio je da će 2020. lansirati revidirani hibrid kukuruza. I kineski znanstvenici već su uspjeli koristiti CRISPR za povećanje prinosa riže, a istovremeno su razvili hladnootpornu pasminu svinja, koja se odlično snalazi u svinjama bez zagrijavanja.
Uz pomoć CRISPR tehnologije mogu osigurati da se mužjaci više ne rađaju u populaciji komaraca. Čak se i Bill Gates zainteresirao kroz ovo: predložio je znanstvenicima da u biljke uvode prirodne pesticide i herbicide, što bi trebalo dovesti do povećanja prinosa i boljeg skladištenja, pa čak i do smanjenja troškova održavanja sadnje.
Možda jedino što sprečava genetski modificirane proizvode da preuzmu police u trgovinama i našim hladnjacima je javno mnijenje. Ljudi se boje proizvoda dobivenih, po njihovom mišljenju, na neprirodan način i spremni su platiti pretjerane cijene za takozvanu prirodnu hranu, uzgajanu bez ikakvih kemijskih dodataka ili drugih intervencija. No, nedavno otkriće skupine znanstvenika s Državnog sveučilišta St. Petersburg i Instituta za molekularnu biologiju u Strasbourgu moglo bi poljuljati povjerenje u ono što bi trebalo smatrati prirodnim i prirodnim. Istražujući nekoliko stotina vrsta biljaka, otkrili su genetski modificirane organizme koje je stvorila sama priroda. Među njima su bili najbliži rođaci duhana, slatkog krumpira, kikirikija, oraha, čaja, brusnica, hmelja … Kako je naglasio koautor otkrića,Profesorica Tatyana Matveeva: "Naše istraživanje pokazalo je da se čovječanstvo tijekom povijesti stalno suočavalo s GMO-om."
Bolesti će se izliječiti prije rođenja
Ali liječnici su pokazali puno više interesa za novu tehniku. Doista, niti u jednoj drugoj industriji uređivanje gena ne može biti toliko rašireno i jednako korisno kao u medicini.
Prvi svjetski pokušaj uređivanja genoma odrasle osobe učinjen je 2017. u Kaliforniji. U eksperimentu je pristao sudjelovati 44-godišnji Brian Mado, koji pati od mukopolisaharidoze tipa II (Hunterov sindrom), zbog koje je već podvrgnut 26 operacijama. Čovjek se trebao vjenčati i živjeti sa svojim izabranikom što je duže moguće, pa se odlučio na neobičan tretman: nabaviti nestali gen. Ako uspije, više od 10 tisuća ljudi pronašlo bi nadu u oporavak (to je koliko ljudi na Zemlji ima Hunterov sindrom). Nažalost, proračuni liječnika nisu bili opravdani i nije došlo do proboja u medicini.
Mnogo učinkovitiji bio je utjecaj na genom organizma koji se još razvija, a izveo ga je znanstvenik iz Kine Jiankui He. Prošlog studenog šokirao je svijet najavom rođenja prve djece s uređenim genom - blizanki Lulu i Nane. Umjetna mutacija učinila ih je imunima na HIV. Odlučeno je pribjeći uređivanju jer je otac djevojke, čije je ime skriveno iza pseudonima Mark, zaraženo.
Nekoliko klinika specijaliziranih za probleme plodnosti odmah je pokazalo zanimanje za projekt kineskog znanstvenika: njihovi rukovoditelji smatrali su da će mnogi roditelji htjeti obdariti svoje potomstvo otporom na „kugu 20. stoljeća“. No uz pomoć uređivanja gena moguće je spasiti čovječanstvo ne samo od HIV-a, već i od anemije srpastih stanica, raka dojke i jajnika i mnogih ozbiljnijih bolesti.
Štap iz Heja već je presreo zaposlenik Moskovskog znanstvenog centra za opstetriju, ginekologiju i perinatologiju nazvan po akademiku V. I. Kulakova Denis Rebrikov. Uredit će genom oplođenih embrija pet kongenitalnih gluvih parova kako djeca ne bi naslijedila problem roditelja. Denis Rebrikov je već započeo s radom: on vrši genetičko uređivanje jajašca koja su uzeta od žene s normalnim sluhom - to je potrebno za proučavanje i sprječavanje mogućih nuspojava. Rezultate pokusa Rebrikov je obećao objaviti. Do sada je jedan od navodnih pet bračnih parova dao suglasnost za sudjelovanje u daljnjim eksperimentima.
Civilizacija "umjetnih" ljudi?
Znanstveni svijet i šira javnost bili su oprezni pri uređivanju embrija. Pionir, Jiankui He, bio je posebno kritiziran. Netko je govorio o neprihvatljivosti pokusa na ljudima, netko je rekao da tehnologija CRISPR još nije razvijena i stoga nije sigurna. No, jedan od glavnih, iako ne glasan, razloga je taj što postoji samo jedan korak od uplitanja genoma embrija u terapeutske svrhe do stvaranja "dizajnerskih beba" s jasno definiranim parametrima izgleda, inteligencije, psihotipa … I to, kako kažu, sasvim druga priča, u kojoj do sada ima više pitanja nego odgovora.
Što ako roditelji žele "ugađati" nerođeno dijete na potpuno zabludu - dati mu osobine Michaela Jacksona ili uzgajati anđela krila na leđima? Tko će braniti pravo nerođene djece da budu oni sami? Hoće li se “umjetni” ljudi smatrati punopravnim članovima društva? Ako isprva genetski dizajn nije dostupan svima, zar to neće dovesti do podjele društva na "poboljšane" bogate i prirodne (čitaj - "najgore") siromašne? Ili su kate koje su prvotno bile namijenjene određenom poslu, kao što je to bio Brave New World od Aldous Huxley?
Jedino što se sada može reći jest da su „dizajnerske“bebe još uvijek maštarija. Trenutna razina genetske tehnologije ne dopušta ispravno prilagođavanje mnogih gena odgovornih za inteligenciju, sposobnost za glazbu ili slikanje, fizičku snagu i izdržljivost. Međutim, nema sumnje da će doći dan kada će to biti moguće. I tada će naši potomci morati riješiti neusporedive etičke probleme, sastaviti nove zakone i živjeti u skladu s njima u društvu koje je sada potpuno nezamislivo, uređeno na genskoj razini.
Magazin: Tajne 20. stoljeća №51. Autor: Svetlana Yolkina