Направи дарение на училище!

Може да звучи като сценарий на научно-фантастичен филм, но технологиите за създаването на различни биологични хибриди вече чукат на вратата ни и е изключително важно да преценим как да процедираме като едно глобално общество. Биоинженерството в неговата си същност означава промяна на самата сърцевина и структура на същества, екосистеми и рано или късно – целостта на природата. Решенията, които се очаква да вземем, биха били едни от най-определящите за развитието на човечеството. Ежедневни неща, които сме имали за даденост до сега, могат да се окажат коренно различни в рамките дори на години. Това определено ни поставя в съдбоносна ера, където е все по-лесно човешката несръчност и необмисленост да доведат до нашето изтриване от лицето на Земята. Нужни са малки и внимателни крачки по правилния път към бъдещето.

Ключови думи: биоинженерство, генно  модифициране, генетично модифицирани организми, генно инженерство, CRISPR технология, ГМО, биотехнология.

През историята на нашата планета има три големи вълни на еволюция. Първата е била разгадана от Чарлз Дарвин през 1859 г. С книгата му „За произхода на видовете“. Както знаем, полезните произволни генни мутации на видове, населяващи определени екологични ниши с определени условия, биват запазвани от натиска на средата. Впоследствие човекът видоизменя средата, в която еволюира, създавайки цивилизацията. Сега се намираме в ера, в която вече имаме способността целенасочено да видоизменяме физиологичната форма на обитателите на нашата планета.

Jennifer Doudna и Emmanuelle Charpentier разработват техника за генно редактиране наречена CRISPR–Cas9 през 2012 г.[1] Технологията CRISPR е простичък, но изключително силен инструмент за редактиране на гени. Той позволява на изследователите лесно да видоизменят ДНК поредиците и да модифицират генните функции. Едни от многото му потенциални приложения включват коригирането на генетични дефекти, лекуването и предотвратяването на разрастващи се болести, подобряването на земеделски култури, въпреки че широката общност и дори някои учени, изглежда, са по-заинтересовани от научно-фантастичните възможности на това откритие.

Разбери повече за БГ Наука:

***

CRISPR–Cas9 е абревиатура за „съвкупност от еднакво раздaлечени кратки палиндромни повторения“. Протеинът Cas9 е ензим, който притежава свойството на ножици, които са способни да срежат нишките на ДНК.[2] Техниката е разработена на базата на природните защитни механизми, които притежава семейството на едноклетъчните организми. Разкъсвайки ДНК на опасен нашественик, те успяват да избегнат атаките на вируси и други чужди тела. Когато тези компоненти се приложат при по-комплексни организми, това позволява ефективното редактиране на гени. Този биологичен инструмент има възможността да бъде програмиран да открива определена последователност в ДНК, отговаряща за дадена характерна черта, и да извърши пробив точно там. Прекъснатата последователност веднага алармира клетките за нужна намеса. Опитвайки се да свържат отново спиралата, клетките биват измамени, като се внедри в ДНК чужд модифициращ елемент. Тази незабелязана намеса дава възможност на хората да създават почти всякакъв вид странни хибриди.[3]

Какво би станало ако CRISPR внедри не само новия ген, но също така и самият инструмент за отрязване и поставяне, тоест да копира себе си напред през поколенията? Получава се безкрайна самозадвижваща се машина за генно модифициране. Този генетичен механизъм гарантира, че дадена характерна черта ще бъде наследена, като успява да се копира едновременно и в двeтe хромозоми на всеки индивид. Това означава, че дадените черти от хетерогенни се превръщат изцяло в хомогенни. Това дава огромен контрол върху бързо размножаващи се същества и би могло да изтрие дадена характеристика от лицето на Земята за много кратко време. Нещата могат да се объркат много бързо, когато се касае до насекоми или гризачи с кратка продължителност на живота.

Страшното е, че когато се месим в генетиката на животните ги правим по-малко съответстващи на еволюционната им история и околната им среда. Природата е най-добрият съдия, що се отнася до външния вид и способностите на живите същества. Човек винаги може да се надява, че естественият подбор би унищожил генната модификация след няколко поколения, но за жалост това не е така, що се отнася до генетичния механизъм. Освен ако внедрената черта не е крайно неблагоприятна – като например комар, който не може да лети – промените ще се разпространят безцеремонно, достигайки всеки един индивид от популацията. Добрата новина е, че не е достатъчно ефективен при по-големите бозайници с по-голяма продължителност на живота и освен това, поне на теория, винаги може да се разработи втори механизъм, който да презапише оригиналната промяна.[4] Генетичният механизъм може да заличи болести като маларията в рамките на една година. Също така има силата определени видове да създават само мъжко поколение, което може да избие инвазивни видове, унищожили минали екосистеми. В момента тези техники се използват да стерилизират специфични видове комари,  разпространяващи „bonebreak fever“ (вирусът „Денга“). Усилията за момента се оказват изключително ефективни, намалявайки популацията до ръба на изчезване.[5]

Важно е да се отбележи, че технологията CRISPR е инструмент, който ни дава силата да редактираме гени, когато нужната информация стане налична. В момента липсващото парченце от пъзела е пълната и точна генетична база данни, която отговаря за предизвикването на дадените характерни черти. Това препятствие най-вероятно също ще бъде преодоляно от човечеството след определено време на проучване.[6]

Въпреки че все още нямаме пълната картинка, генно модифицираните животни и растения са реалност от известно време. Като оставим настрана добитъка и културите, налични в супермаркетите в някои части на света, нека обърнем внимание на извършваните екзотични експерименти.

Снимка 1.  Zorse – (смеска между кон и зебра), Beefallo – (крава и бивол), Liger – (тигър и лъв – най-голямата котка на Земята), Geep – (коза и овца).

Снимка 2. Светещи в тъмното маймуни и мишки.

Снимка 3. Генно модифицирани кози, създадени да произвеждат протеина Anthitrombin в млякото си, с цел да се помогне на хора, страдащи от редки болести на кръвта.

Снимка 4. Организми, контролирани от компютри.

Снимка 5.Органичен мозък на змиорка, контролиращ компютър.

Снимка 6. Животни, използвани за създаване на органи за трансплантация.[7]

Навлизаме в нова геоложка епоха, водена от човешкото надмощие, определена от загубата на приблизително 2/3 от дивия свят. Със скорост на изчезване на биологичните видове между 1 000 и 10 000 пъти естествената стойност, се очаква това да е шестата вълна на изчезване в историята на Земята.[8] Нека оставим това да попие за малко …

Дори сега огромна част от глобалния геном вече не съществува. Във връзка с това, учените в момента извършват усърдни опити да усвоят техника за възраждане на изчезнали видове, използвайки генното модифициране. Въпреки че идеята поражда мисли от сорта на „Jurassic Park“, в основата на тази идея е връщането на животни, от които екосистемите биха имали най-голяма полза (т.е. Едва ли са динозаврите). Един от кандидатите, с които учените са се заели, е мамутът. След  успешно копиране на гените, отговарящи за малките уши, подкожните мазнини, дължината и цвета на косъма на емблематичното животно, те ще бъдат вмъкнати в генома на азиатски слон, който след това ще може да изроди мамутче. [9] Тук трябва да се отбележи, че това животно винаги ще бъде хибрид. Макар на външен вид да бъде досущ като изчезналия вид, митохондриалната информация в клетките му ще бъде тази на азиатския слон.

Трябва също така да вземем под внимание факта, че технологията CRISPR може да бъде използвана за подобряване на индивида. Представете си, че можем да проектираме хора с подобрени характеристики, като например по-здрави кости или по-малка податливост към сърдечно-съдови заболявания. Възможно е също така да бъдат манипулирани и външни черти като височина или специфичен цвят на очите, което най-вероятно би довело до визуален хаос, предвид факта колко податливо е сегашното общество на повърхностни тенденции, водени от силата на егоцентризма.

Наскоро два китайски екипа докладваха резултати от генетично проучване върху реални, но нежизнеспособни човешки ембриони. Надявали са се на напредък в борбата срещу HIV (вирусът на „СПИН“) и Тhalassaemia (вид тежка анемия) още от ембрионално състояние. Тези новини предизвикаха тревоги и интензивни дискусии сред международната публика.[10] Тази ситуация толкова фрапиращо напомня на книгата на Aldous Huxley – „Brave new world“, където е представено едно общество от бъдещето, толкова неразпознаваемо от нас точно поради наличието и употребата на подобни технологии и радикалното им използване, на фона на вече крайно изкривените им виждания за света.

„Науката е стерилизирала това, което би бил един естествен човешки живот. Дори светлината, продукт на природния свят, е затъмнена от тази контролирана среда.“[11]

Изключително важно е да избегнем генетично контролирано бъдеще, в което богатите могат да си купуват деца с „вградени“ предимства. Човешкото общество би се изкривило до такава неузнаваемост толкова бързо, че бъдещите поколения да не могат дори да възприемат как са живели предците им. Притеснителна е също мисълта, че щом широката общност има подобна информация за случващото се в момента, какво ли се крие в дълбините на правителствените тайни и конкуренция.

Тази ситуация повдига редица етични въпроси, които трябва да обмислим. Създателката на технологията CRISPR – Jennifer Doudna и нейните колеги изискват глобална пауза относно клиничните приложения върху човешки ембриони и други по-нестандартни експерименти. Това би ни дало нужното време внимателно да тестваме и потвърдим процесите и да вземем под внимание възможните умишлени и неумишлени последствия. Всъщност вече има подобен прецедент от 70-те години, когато учени се събират и призовават за мораториум върху молекулярното клониране.[12]

Нужно е да се провеждат глобални дискусии относно това дали даден генетичен механизъм трябва да бъде пуснат в дивата природа и пълното поемане на отговорност относно това. В нашия бързо движещ се модерен свят, технологии в най-различни сфери, като например изкуствения интелект и автономната роботика, се развиват толкова бързо, че съображенията за сигурност и регулациите просто не могат да ги настигнат. Темата за изкуствения интелект доста нашумя сред широката публика, основно поради катастрофалните сценарии, наложени ни от филми и книги, което директно предизвиква най-силния ни еволюционен инстинкт – страхът. Научният свят има задължението да вземе информирани решения относно бъдещето на тези технологии.

Силата да удължаваме продължителността на живота си, да променяме и избиваме малкото ни естествени заплахи определено повдига въпроса дали не се забъркваме в природните сили, съхраняващи баланса на планетата от милиарди години преди нас. Дори сега се намираме пред огромен проблем, породен от свръх популацията, което води до необратими последствия дори само от броя ни. Може би сме близо до това да разрушим система, която е успяла чрез милиарди години еволюция да създаде интелигентни същества като нас, ако въобще може да се наречем така в днешно време. Намираме се в един модерен свят на противоречие – глобална комуникация, но радикално изчезваща връзка между хората; все по-бързи компютри и все по-необразовано население; информация на върха на пръстите ни, но тотална загуба на любопитство за света.

Колкото и минуси да носи напредъкът, все пак трябва да осъзнаем, че за да оцелеем в една крайно неблагоприятна вселена извън пределите на Земята, ние трябва да вървим напред. Надскачайки знанията си за света около нас, се  приспособяваме към титаничните сили, които ни заобикалят. Това трябва да се случва обаче с много преценени и умерени темпове, защото нашият крехък вид и до ден днешен не би могъл да се похвали с мъдростта си. Макар и някои хора твърдо да вярват в статуквото, изборът да не използваш развиващите се технологии също има своите последствия. Да действаш може да бъде изключително плашещо, но бъдещето изисква смелост.

Източници:

[1] – CRISPR – Cas9 – https://en.wikipedia.org/wiki/CRISPR

2 – CRISPR Technology Explained –  https://bitesizebio.com/32581/crispr-technology-explained/

3 – What Is CRISPR?  – https://www.livescience.com/58790-crispr-explained.html

4 – Jennifer Kahn – TED talk presentation – Gene editing can now change entire species forever

5 – Hadyn Parry – TED talk presentation – Re-engineering mosquitos to fight disease

6 – Jennifer Doudna – TED talk presentation – How CRISPR lets us edit our DNA

7 – Paul Root Wolpe –  TED Talk presentation – It’s time to question bio-engineering

8 – How many species are we losing?  – http://wwf.panda.org/about_our_earth/biodiversity/biodiversity/

9 – Evolution 2.0 – https://futurism.com/evolution-2-0-gene-editing-could-bring-extinct-species-back-to-life/

10 – Gene editing in human embryos – https://www.nature.com/news/second-chinese-team-reports-gene-editing-in-human-embryos-1.19718

11 – Aldous Huxley – “Brave New World” book

12 – Ellen Jorgensen – TED talk presentation – What you need to know about CRISPR

Снимки:

10 Farm Animal Hybrids You Didn’t Know Existed – https://modernfarmer.com/2014/01/10-farm-animal-hybrids-didnt-know-existed/

Nobel Prize in Chemistry Awarded for Transgenic, Glowing Animals – https://io9.gizmodo.com/5060668/nobel-prize-in-chemistry-awarded-for-transgenic-glowing-animals

„Pharm“ Animals & Plants  – https://livinghistoryfarm.org/farminginthe70s/crops_12.html

Cyborg Moths, Wired From Birth, Could Serve as Living Drones – http://blogs.discovermagazine.com/d-brief/2014/08/22/cyborg-moths-living-drones/#.wtcspc5uauk

Artificial body parts – http://news.bbc.co.uk/2/hi/health/1949073.stm

Вземете (Доживотен) абонамент и Подарете един на училище по избор!