Все, что нужно знать о технологии генной модификации CRISPR – в этих 4 выступлениях на TED

В фантастическом фильме «Гаттака» 1997 года генетически «несовершенный» мужчина хочет стать астронавтом несмотря на неодобрение общественности из-за того, что он полностью естественно появился на свет. Роль этого изгоя сыграл Итан Хоук, потому что в Голливуде могут себе позволить сделать его изгоем. Действие фильма происходит в «недалеком будущем», когда почти все люди рождаются с внесенными еще в утробе матери генетическими модификациями, которые делают людей идеальными, как 27-летняя Ума Турман (сыгравшая в «Гаттаке» вместе с Хоуком).

Тем временем ученые уже спешат нас обрадовать: модификацию генов человека уже можно не воспринимать как нечто из разряда фантастики. Это уже реальность. В Китае ученые уже смогли изменить геном человеческого эмбриона. Во вторник Национальная академия наук США (NAS) выпустила объемный отчет по итогам прошлогоднего саммита на тему этичности таких изменений, о чем сразу сообщили многие новостные агентства.

Источник: IMDb

В пятницу на сайте TED и YouTube-канале организации появился новый ролик, на котором обсуждаются опасения ученых. Этот ролик и еще опубликованных ранее помогут зрителям узнать о главных проблемах изменения нашего ДНК меньше чем за час.

Авторы отчета NAS выступают в поддержку изменения генома для предотвращения заболеваний, но в то же время призывают внимательнее отнестись к проблеме и опасностям генных модификаций. Основную суть рекомендаций Академии привел ресурс Wired:

«Комитет рекомендует отказаться от изменения генома для любых целей за исключением лечения заболеваний и врожденных недугов. Подобные публичные обсуждения необходимы, прежде чем назначать клинические испытания указанных методов».

Главная технология, о которой говорили на саммите, носит название CRISPR. Ее появление существенно расширило наши возможности по модификации конкретных участков ДНК. Скорее всего, большинство читателей по крайней мере мельком слышали об этой технологии. CRISPR позволяет проникнуть в клетку, найти конкретную ее часть, которую нужно изменить, и внести новый генетический код. Часто CRISPR описывают (возможно, чересчур самоуверенно) как текстовый редактор для модификации клеток.

«Нетрудно увидеть, как зарождается евгеника нового поколения», – Пол КнопфлерСамо название CRISPR расшифровывается как clustered regularly interspaced short palindromic repeats – «кластерные короткие палиндромные повторы, разделённые регулярными промежутками». Разумеется, мало кто на самом деле знает эту расшифровку.

Эта технология способна решить величайшие проблемы человечества, но при неправильном применении может дать нам будущее, в котором большинство людей станут больны или болезненно похожи. Именно поэтому участники саммита призывают всех принять участие в обсуждении того, как нужно использовать CRISPR. В конце концов, за ее разработку и испытания платят налогоплательщики.

«Мы создали условия, при которых определенная группа людей может постоянно заниматься исследованиями, – подчеркивает Эллен Йоргенсен, сооснователь лаборатории биотехнологий. – Это делает всех нас инвесторами CRISPR, но я бы добавила, что это дает нам контроль над технологией. Все мы несем ответственность».

Конечно, пока никто еще не знает, как редактировать геном и создавать супердетей. Предстоит еще очень много работы, однако на нынешнем этапе это уже дело времени. CRISPR дала нам базовые инструменты. Теперь настала очередь испытаний, которые помогут нам понять, как применять технологию.

Первый автомобиль развивал скорость всего 11 км/ч. Мы живем в такое время, что, когда изобретают нечто новое, ни у кого не возникает сомнений, что это нечто можно сделать лучше. Представьте, что завтра кто-нибудь научится телепортировать кирпич в пределах комнаты, но кирпич будет попадать в точку назначения по кусочкам. Очевидно, что в конце концов мы бы научились телепортировать его без повреждений. Сложнее всего сделать первый шаг.

Так куда нам двигаться дальше?

Выступление биолога Пола Кнопфлера из Калифорнийского университета в Дейвисе на конференции TEDxVienna в октябре прошлого года собирает воедино все потенциальные проблемы из отчета NAS. С какими этическими дилеммами мы столкнемся, когда ученые найдут способ улучшать людей?

Кнопфлер начинает свою речь с рассказа о воображаемом будущем, которое могло бы наступить лет через 15: одна супружеская пара заводит ребенка естественным способом, другая – ребенка с улучшениями, что к тому моменту может стать нормой. Ученый предлагает несколько различных сценариев развития событий и задается вопросом: смогут ли родители отказаться от модификации генов своих детей, когда другие люди это делают?

Скажем, у вашей дочери постоянно насморк, она часто болеет и пока еще не полностью освоила речь. В это время соседский парнишка 12 лет решает математические задачи университетского уровня и имеет черный пояс по карате. Долго ли вы сможете сопротивляться искушению?

«Нетрудно увидеть, как зарождается евгеника нового поколения», – замечает Кнопфлер.

Википедия гласит, что евгеника – это система учений о путях улучшения наследственных свойств человека. Энтузиасты евгеники также имели специфические взгляды на равенство всех рас.

В переводе со сдержанного языка ученых это может звучать куда более зловеще.

По мнению Кнопфлера, учитывая первые испытания в Китае и ограниченные эксперименты в других странах вроде Великобритании, «ящик Пандоры» уже открыт. В своем выступлении он затронул все темы, которые спустя некоторое время были описаны в отчете NAS.

Наверное, не нужно удивляться, что лучшая речь на эту тему была исполнена не ученым, а основателем исследовательского центра – Эллен Йоргенсен. Она руководит бруклинской лабораторией Genspace и умеет говорить о сложных научных концепциях на языке обывателей, поднимая нужные проблемы. Она выступила на мероприятии TED в июне 2016 года.

«Польза от CRISPR будет невероятной, если представить, сколько научных исследований эта технология поможет продвинуть вперед, – отмечает Йоргенсен. – Уникальность CRISPR заключается в ее модульной системе наведения. Ведь мы уже давно научились скрещивать ДНК организмов, не так ли? Но благодаря этой системе наведения мы можем доставить ДНК точно туда, куда нам нужно».

Однако ожидания людей стали слишком высокими.

Йоргенсен признается, что ей стали писать люди с просьбами изменить их геном и избавить от проблем. Все начали по-настоящему верить в идеи трансгуманизма. Тем не менее Йоргенсен предостерегает, что на данном этапе использовать технологию еще слишком сложно и дорого. Для этого необходима полностью экипированная лаборатория с полным штатом квалифицированных специалистов. Невозможно сделать это дома у себя на кухне, и пока нам остается лишь догадываться, как модифицировать геном взрослого человека.

Ученые уже могут редактировать конкретные гены в клетке, но это не значит, что стало возможным изменить геном и решить все проблемы людей. Впереди еще долгий путь, и его финиш выглядит в чем-то пугающе. Допустим, мы узнали, как изменить геном взрослого человека, чтобы волосы на его голове стали расти так же, как в молодости.

Однако мы не знали бы еще очень многого – например, повлияет ли это решение проблемы облысения на уровень агрессии человека или на его артериальное давление. А может, его кожа окрасится в синий цвет, кто знает?

«Это непривычные для нас вопросы, и будем надеяться, что у множества ученых, которые пытаются найти ответы, в конечном счете это получится, – говорит она. – Но в любом случае, пока это будет и близко не так просто, как загрузить файл на флэшку».

Между тем, решить важные проблемы получается уже сейчас, но последствия этих решений принимают неожиданный поворот.

Журналистка Дженнифер Кан пишет о CRISPR. Ее статьи публиковались в лучших научных и научно-популярных журналах. В своем выступлении в Лондоне в сентябре 2015 года Кан рассказала о том, как CRISPR может резко менять жизнь целых биологических видов. В основном, она рассказывала о комарах.

Кан познакомилась с ученым, который изменил геном комара, чтобы тот стал восприимчив к малярии, но ген не распространялся. Даже если вы каким-то невообразимым способом смогли модифицировать гены организма, эти новые гены могут прижиться или вызвать отторжение. Так устроена природа, и она жила по этим законам достаточно успешно на протяжении четырех миллиардов лет. Этот механизм принятия или непринятия изменений помогает природе избавляться от злокачественных мутаций и в то же время дает доброкачественным шанс стать новым стандартом.

«Генный драйв CRISPR работает настолько эффективно, что даже случайное действие может изменить целый вид, и очень быстро», – Дженнифер КанТак было до появления CRISPR – она может гарантировать, что изменения будут приняты. Эту функцию Кан называет «генным драйвом».

Журналистка рассказала эту историю об ученых, которые изменили гены комаров так, чтобы они стали невосприимчивы к малярии, а их глаза приобрели красный цвет и увеличились в размерах (это изменение позволяет легче отследить, прижилось ли первое). Зная законы традиционной генетики, можно ожидать, что после создания генетически модифицированного комара часть его потомства будет иметь красные глаза, а другая часть – белые. Генный драйв CRISPR позволяет сделать так, чтобы все новые особи рождались с красными глазами.

«Генный драйв CRISPR работает настолько эффективно, что даже случайное действие может изменить целый вид, и очень быстро», – отмечает она. С другой стороны, можно так же быстро провести обратное изменение генома, но в природе непредсказуемые последствия могут наступить еще быстрее.

И все же: к нам в руки попадает технология, которая позволяет победить малярию. Есть ли у нас право не воспользоваться этим?

С последней речью на конференции TEDGlobal в сентябре 2015 года в Лондоне выступает сам создатель CRISPR. Кого-то может удивить то, что рассказ о самом начале истории оставлен напоследок, но в действительности первые дни CRISPR прошли уже довольно давно. Дженнифер Дудна из Калифорнийского университета в Беркли рассказывает, как ей с напарником удалось открыть этот способ чтения, разделения и изменения генов. Также она поделилась своим мнением о том, что для нас должна значить жизнь в мире, в котором существует текстовый редактор для генома.

Между прочим, патентную войну в суде за право официально называть себя создателями CRISPR прямо сейчас ведут Калифорнийский университет и совместная группа Гарвардского университета и Массачусетского технологического института.

Однако с тем, что Дудна сыграла неоценимую роль в этом открытии, не станет спорить никто. Она проявила сдержанный оптимизм и сказала:

«Нужно также учитывать, что технологию CRISPR можно использовать для расширения человеческих возможностей. Представьте, что мы смогли бы улучшить себя: сделать кости прочнее, защититься от сердечно-сосудистых заболеваний или даже позволить себе то, что всегда считали лишь мечтами – например, изменять цвет глаз или становиться выше. Менять “дизайн человека”, если угодно».

Прямо как в «Гаттаке».

Дудна продолжает: «Генетически модифицированных людей пока еще не существует, но это уже не фантастика. Генетически модифицированные животные и растения существуют уже сегодня».

За это будущее заплатили мы, напомнила нам Йоргенсен. Взамен писатели и ученые дают нам пищу для размышлений.

Источник.

Материалы по теме:

Исследование генетики в космосе — новая перспективная область науки

10 профессий в биотехе, которые будут востребованы в будущем

Этические проблемы в генетике: о чем спорят ученые

Теперь вы можете попасть на прием к доктору с искусственным интеллектом