כללי, מחקר, טכנולוגיה

עריכת גנום. הטוב הגדול ביותר או הרוע המוחלט?

לאנושות יש כמה "קופסאות פנדורה",שעדיף לא לפתוח. אם בכל זאת הופיע אפילו הרצון או הצורך לפתוח אותו, יש לעשות זאת בזהירות רבה. אחת התיבות הללו היא הנדסה גנטית ועריכת גנום. הכל נראה יפה בסיפור הזה. אנו יכולים לקבל תרופה לכל המחלות, אנו יכולים להפוך לאנשי על, אנו יכולים להשיג צאצאים שיהיו טובים פי עשרה מאתנו, והרבה יותר. אנו יכולים אפילו להציל את עצמנו מהצורך לחפש את סם חיי האלמוות פשוט על ידי ניוון הגנים שלנו קצת לפני הלידה. אתה עשוי לחשוב שזהו עולם מופלא שמגיע לנו, אך אל תמהר לשמוח, כי כמו באמרה המפורסמת, אנו יכולים לקבל "את העולם המגיע לנו". באופן טבעי, בצורה לא טובה. על ידי פתיחת הקופסה הזו, אנו יכולים לוודא שלעולם לא נהיה אותו דבר, אך היכן הערבויות לכך ש"אנחנו "החדש באמת יהיה טוב יותר ולא יוביל את עצמנו לירידת האנושות?

עריכת הגנום משנה הכל.

התוכן

  • 1 הנדסה גנטית
  • 2 הגנה מפני וירוסים ברמת ה- DNA
  • 3 כיצד ניתן לערוך את הגנום
  • 4 עריכת גנום של CRISPR
  • 5 יישום ההנדסה הגנטית בתעשייה
  • 6 זיהומים רטרו -ויראליים
  • 7 האם כדאי לאסור מחקר גנטי

הנדסה גנטית

כעת מספר גדל והולך של ממשלות ברחבי העולם מתכוננות לאפשר ניסויים בעריכת הגנום בעוברים אנושיים. יש מדינות שאפילו איפשרו זאת כבר, למשל בריטניה.

למען ההגינות, עד שנדבר עלאדם מוכן לחלוטין עם גנים משתנים, אבל הכל הולך לזה. האם אתה מבין? עד כה, בריטניה מאפשרת ניסויים רק על עוברים הגדלים בתנאי מעבדה. יתר על כן, הם חייבים יש להרוס לאחר 14 יום לאחר תחילת הניסוי.כלומר, רשמית, זה לא מאיים עלינו. השאלה היחידה היא, מדוע זה הכרחי למי שהתיר זאת. ברור שלא מתוך סקרנות. משהו מצביע על כך שכמו פיתוחים מתקדמים רבים, בהתחלה הוא ישמש לצרכים צבאיים, כי כך תוכל להשיג חייל אוניברסלי. הוא לא יהיה רעב או צמא. הוא לא יהיה עייף או יפחד מפיצוצים. שיפוץ גנים קטן והחייל העל מוכן.

החיים בכדור הארץ יכולים להופיע כתוצאה מהכלאה של מולקולות DNA ו- RNA

יתר על כך! שיטת השפעה כזו, אם האנושות לומדת אותה, יכול לצאת משליטה... או פשוט "בידיים הלא נכונות" זה יכול להפוךנשק של רצח עם. כפי שאתה יכול לראות, ישנן תוצאות כהות הרבה יותר מאשר הקשתות. לכן, לפני שתעשה דבר כזה, עליך לשקול היטב את היתרונות והחסרונות. אפילו שיבוט על רקע זה יכול להיראות כיף מתוק. למרות שבתחילה כולם היו נגד זה.

אולי לא כדאי לגעת בזה?

אבל אולי עדיין יש בזה משהו חיוביוהאם ניתן לתת למדענים הזדמנות להוכיח שלא גילו כלי עריכה לחינם? אילו יתרונות עריכת גנים יכולה להביא לבני אדם?

הגנה מפני וירוסים ברמת ה- DNA

בלב העריכה וההבנה של הגניםמדוע זה בכלל הכרחי, היו מחקרים על חיידקים, שהראו כיצד הם פיתחו הגנה מפני חיידקים. מדענים התעניינו במיוחד כיצד הגנה זו משפיעה על קווצות ה- DNA, ובמקביל מועברת לדורות חדשים של חיידקים.

שמם של בקטריופאגים מקורו ב"טרף "היווני העתיק.... השם אינו מקרי, כי אלה וירוסיםלהדביק באופן סלקטיבי תאים חיידקיים ותאים ארכאיים. כמו כן, החיידק משמש כר גידול לנגיף. הבקטריופאג מורכב מעיל חלבון וחומר גנטי. המספר הכולל של בקטריופאגים בטבע שווה בערך למספר החיידקים הכולל. לחיידקים יש השפעה רבה יותר על התפתחות החיידקים.

יתר על כן, סימנים מסוימים לשינוי גניםנמצא בתחילה בחיידקי E. coli. מדענים הבחינו בשברים שחוזרים על עצמם שהופרדו על ידי מרווחים, אך אז הם לא יכלו להסביר זאת. מאוחר יותר, נמצא מבנה קלטות דומה בנציגים אחרים של פרוקריוטים. אחר כך ניתן להם שם מקוצר CRISPR (מקובצים חזרות קצרות של Palindromic Regular Interfaced)... בתרגום לרוסית זה עשוי להישמע כמוKSPRRG (חזרות קצרות של palindromic, הממוקמות בקביעות בקבוצות). קיצור זה נראה פשוט נורא וקל יותר להשתמש במילה הענפה CRISPR.

מאוחר יותר התברר כי אותם מרווחים הם מאודדומים לחתיכות DNA של נגיפי בקטריופאג והם חלק ממנגנון ההגנה של חיידקים שפותחו במהלך האבולוציה. מדענים הציעו מנגנון שבאמצעותו חלבון Cas הקשור ל- CRISPR מאפשר למצוא DNA זרכאשר הנגיף נכנס לתא החיידקי. אם ה- DNA של הנגיף תואם את המידע שיש לחיידק, אז הדנ"א הזר נחתך ומונע הדבקה.

חיידקים לא רק חיים מחיידקים, אלא גם מתרבים בהם.

מדענים ערכו סדרה של ניסויים, שבמהלכםשינה את גנום החיידקים וצפה כיצד חיידקים אחרים השפיעו עליהם. התוצאות הוכיחו כי המנגנון פועל בדיוק כפי שחשבו. הם גם אישרו שכאשר חיידק נתקל בנגיף שהוא חדש לעצמו, הוא יכול לחתוך חלק מה- DNA שלו הכנס אותם לקלטת CRISPR שלך... ואז "רישומים" אלה מועברים לצאצאים.

כיצד ניתן לערוך את הגנום

מדענים הציעו מספר דרכיםעריכת גנים. במיוחד ניתן היה ליצור רצפים מלאכותיים מסוימים שיוכלו לזהות חלקים מסוימים של ה- DNA. כתוצאה מכך, החלבון Cas9 יבצע את החיתוכים בדיוק היכן שנדרש. במקביל לפיתוח שיטה כזו, הוכח כי ביצוע שינויים בדרך זו אפשרי לא רק ברמת החיידקים, אלא גם בתאים של אורגניזמים אחרים.

מהי בדיקת DNA, כיצד היא נעשית ולמה היא מיועדת?

ישנן דרכים אחרות לערוך את הגנום.למשל, בעזרת אנזימים מלאכותיים שאינם קיימים בטבע, אך מסוגלים לדבוק את קווצת ה- DNA. הם נקראים גם אצבעות אבץ. זאת בשל העובדה כי מודול חלבון זה כולל יוני אבץ אחד או יותר.

עריכת גנים אפשרית, אך קשה.

שיטה זו דרשה גישה מורכבת וארוכההכנה. עבור כל חתך באזורים מסוימים של הגנום, היה צורך לסנתז חלבון ספציפי. בנוסף, שיטת עריכה זו הובילה לא פעם לשגיאות, שכן הקיצוצים התרחשו לעתים קרובות במקומות הלא נכונים. זה מוכיח שוב שההסתברות לטעויות גבוהה מאוד, ואי דיוקים בשלבים הראשונים יכולים להוביל לכך שכשלים ייעלמו כמו כדור שלג.

עריכת גנום של CRISPR

מערכת CRISPR-Cas מבחינת עריכההגנום פשוט ואמין יותר. העיקר הוא רק לסנתז נכון מה יצביע באיזה מקום יש צורך לבצע חיתוך DNA. ואז מנגנון ההתאוששות יתחיל והכל ייעשה כמעט מעצמו. יתר על כן, אם אתה מבצע הרבה חתכים כאלה, תוכל לתכנת את השינויים הדרושים בחתיכת DNA די גדולה.

אתה יכול אפילו להסיר חלקים שלמים של ה- DNAאם נדרש.במקביל, במקום השברים שהוסרו, ייבנו אותם אזורים שיצטרכו גנטיקאים. זה יאפשר לך לערוך רצפים "שבורים" המובילים למחלות קשות. בתיאוריה, אתה רק צריך להחליף את השבר הרצוי והכל צריך להיות בסדר.

האם DNA סלמנדרה יכול לעזור בהשבת גפיים אנושיות אבודות?

אתה בעצמך מבין שהשאלה הראשונה תהיה "אהאם אפשר להטביע את החלק הדרוש של הקוד? " כמובן שעם הזמן זה יתאפשר. אז יכולים להתחיל לצוץ מדינות חדשות לגמרי. אבל סביר להניח שהעניין יוגבל לקבוצה קטנה של מומחים צרים, כמו אנשים שיכולים לעמוד בטיסות לכוכבי לכת אחרים, או חיילים שלא יתעייפו. אנשים ימצאו איך להרוויח מזה... במיוחד ממשלות ומשקיעים שמשקיעים סכומי כסף אדירים בפיתוח. ולא כולם עושים זאת כדי להציל את האנושות ממחלות. אבוי, זו המציאות.

יישום הנדסה גנטית בתעשייה

יתר על כן, אנו יכולים לומר בבטחה כי שינוי גנטי כבר נמצא בשימוש בפועל כדי להשיג תוצאות מסוימות. אני מדבר על אורגניזמים מהונדסים גנטית - GMO.

הדוגמה הפשוטה ביותר היא איך להביןהיתרונות של השיטה, ועבור הגנטיקאים עצמם, היא יצירת חיידקי חומצה לקטית שהשתנו. העובדה היא שכאשר וירוסים חיידקים נכנסים לתרבות המתנע במהלך הייצור, הם הורסים את התרבות של מיקרואורגניזמים מועילים. כתוצאה מכך, הדבר מוביל לכך שהחבילה מקולקלת, והיצרן כרוך בהפסדים עצומים. לכן מיקרואורגניזמים העמידים בפני בקטריופאגים פותרים הרבה בעיות.

אם חיידקים נכנסים לייצור, נפחי ייצור עצומים פשוט נעלמים.

זיהומים רטרו -ויראליים

יחסית לאחרונה, כבר דיברתי על איךכולנו נשאים של רטרווירוסים או, כפי שהם נקראים גם, וירוסי שריד. ביניהם HIV, אשר שילב לפני מיליוני שנים את הגנום שלו ב- DNA שלנו ואנו ממשיכים להעביר אותו מדור לדור.

אפילו היו דיווחים מדעייםפרסם מאמר המראה כיצד CRISPR-Cas9 יכול להיפטר מהירושה הזו ואף לחסל את האפשרות להכניס מחדש את הנגיף ל- DNA.

מדענים סינים אף ביצעו ניסויים בכיוון זה והבטיח את לידתם של שני אנשים מהונדסים גנטית. הן היו ילדות תאומות שאחת מהוריהן הייתה חולי HIV. כתוצאה מכך, הם נולדו עם חסינות חזקה לנגיף. הבעיה היא שהניסוי היה מעבר ללגיטימציה, אך בסך הכל הוא הצליח.

נמצא דינוזאור חי DNA. האם זה אפשרי?

גם ביצירה נוספת שפורסמה ב- Natureביוטכנולוגיה, הוכח כי בעזרת חלבון Cas9 שונה, ניתן להשבית גנים המפריעים להתנוונות התאים התקינה ומובילים לגידולים ממאירים. כלומר, היא עלולה להפוך לתרופה המיוחלת לסרטן. אבל התערבות כזו לא תוביל לכך שהרבייה של תאים חדשים תחמיר עוד יותר.

האם עליך לאסור מחקר גנטי?

כמובן שעכשיו איננו יכולים לומר זאת כברמחר אנו מסתכנים בתוצאות לא רצויות של עריכת גנום. ראשית, המחקר עדיין בעיצומו ולא עשה דבר רציני באמת. שנית, גם כאשר יתחיל השימוש המאסיבי בטכנולוגיה על בני אדם, ניתן יהיה להבין את ההשלכות האמיתיות רק לאחר מספר דורות. לרוע המזל, מצב עניינים זה יכול להרגיע כמה מדענים, כי למעשה לא תהיה להם כל אחריות. עם זאת, אין זה סביר, אך הסבירות לכך עדיין קיימת.

העיקר לא להטעות על ידי הקלות לכאורה של עריכת גנים. לא ידוע למה זה יוביל.

אמנם מדענים נזהרים בחיזוי הסבירות לשינויים כאלה בגנום האנושי, שיהפכו אותו למישהו אחר, אך בעתיד זה עדיין אפשרי. אפילו אם CRISPR לא תעשה זאת, תהיה דרך אחרת, אבל היא תהיה.

כאן אתה כבר יכול להעלות שאלות לגבי האתיקה שלשאנשים מסוימים בתחילה יהיו טובים יותר מאחרים. בנוסף, עולות שאלות עד כמה נכון להתערב בגנום האנושי ללא ידיעתו. אולי כאשר אדם השונה מהשאר יופיע מהאחד שהשתנה, הוא עצמו לא ישמח מכך. זה דבר אחד כשיש לו באופן טבעי צבע שיער מסוים, צורת עין וצורת אוזן, וזה דבר אחר כשמישהו החליט בשבילו מה הוא צריך להיות. להלן דילמה נוספת לעתיד. וזה תלוי בך להחליט אם לאסור עריכת גנום או לא. לכל אחד יש דעה משלו, שאפשר וצריך לשתף אותו בצ'אט הטלגרם שלנו.