Copïo a gludo - un cam tuag at ddylunio dynol

Yn y 30au, disgrifiodd Aldous Huxley, yn ei nofel enwog Brave New World, yr hyn a elwir yn ddetholiad genetig o weithwyr y dyfodol - bydd pobl benodol, yn seiliedig ar allwedd genetig, yn cael eu neilltuo i gyflawni rhai swyddogaethau cymdeithasol.

Ysgrifennodd Huxley am "degumming" plant â nodweddion dymunol o ran ymddangosiad a chymeriad, gan ystyried y penblwyddi eu hunain a'r arferiad dilynol â bywyd mewn cymdeithas ddelfrydol.

“Gwneud pobol yn well mae’n debyg o fod yn ddiwydiant mwya’r XNUMXfed ganrif,” mae’n rhagweld. Yuval Harari, awdur y llyfr a gyhoeddwyd yn ddiweddar Homo Deus. Fel y noda hanesydd Israel, mae ein horganau yn dal i weithio yr un ffordd bob 200 XNUMX. flynyddoedd lawer yn ôl. Fodd bynnag, ychwanega y gall person solet gostio cryn dipyn, a fydd yn dod ag anghydraddoldeb cymdeithasol i ddimensiwn cwbl newydd. “Am y tro cyntaf mewn hanes, gall anghydraddoldeb economaidd hefyd olygu anghydraddoldeb biolegol,” ysgrifennodd Harari.

Hen freuddwyd o awduron ffuglen wyddonol yw datblygu dull ar gyfer "llwytho" gwybodaeth a sgiliau yn gyflym ac yn uniongyrchol i'r ymennydd. Mae'n ymddangos bod DARPA wedi lansio prosiect ymchwil sy'n anelu at wneud hynny. Rhaglen o'r enw Hyfforddiant Neuroplastigedd wedi'i Dargedu Nod (TNT) yw cyflymu'r broses o gaffael gwybodaeth newydd gan y meddwl trwy driniaethau sy'n manteisio ar blastigrwydd synaptig. Mae'r ymchwilwyr yn credu, trwy niwro-ysgogi'r synapsau, y gellir eu newid i fecanwaith mwy rheolaidd a threfnus ar gyfer gwneud y cysylltiadau sy'n hanfod gwyddoniaeth.

Cynrychiolaeth enghreifftiol o hyfforddiant niwroplastig wedi'i dargedu

CRISPR fel MS Word

Er bod hyn yn ymddangos yn annibynadwy i ni ar hyn o bryd, mae adroddiadau o fyd gwyddoniaeth yn dal i fod diwedd marwolaeth yn agos. Hyd yn oed tiwmorau. Mae imiwnotherapi, trwy arfogi celloedd system imiwnedd y claf â moleciwlau sy'n "cydweddu" â chanser, wedi bod yn llwyddiannus iawn. Yn ystod yr astudiaeth, mewn 94% (!) o gleifion â lewcemia lymffoblastig acíwt, diflannodd y symptomau. Mewn cleifion â chlefydau tiwmor yn y gwaed, mae'r ganran hon yn 80%.

A chyflwyniad yn unig yw hwn, oherwydd mae hwn yn llwyddiant gwirioneddol yn ystod y misoedd diwethaf. Dull golygu genynnau CRISPR. Mae hyn yn unig yn gwneud y broses o olygu genynnau yn rhywbeth y mae rhai yn ei gymharu â golygu testun yn MS Word - gweithrediad effeithlon a chymharol syml.

Ystyr CRISPR yw'r term Saesneg ("accumulated regular interrupted palindromic short repetitions"). Mae'r dull yn cynnwys golygu'r cod DNA (torri darnau wedi'u torri allan, rhoi rhai newydd yn eu lle, neu ychwanegu darnau o'r cod DNA, fel sy'n wir am broseswyr geiriau) er mwyn adfer celloedd yr effeithir arnynt gan ganser, a hyd yn oed ddinistrio canser yn llwyr, dileu ef o gelloedd. Dywedir bod CRISPR yn dynwared natur, yn enwedig y dull a ddefnyddir gan facteria i amddiffyn eu hunain rhag ymosodiadau gan firysau. Fodd bynnag, yn wahanol i GMOs, nid yw newid genynnau yn arwain at enynnau o rywogaethau eraill.

Mae hanes y dull CRISPR yn dechrau ym 1987. Yna darganfu grŵp o ymchwilwyr o Japan sawl darn nad oedd yn nodweddiadol iawn yn y genom bacteriol. Roeddent ar ffurf pum dilyniant union yr un fath, wedi'u gwahanu gan adrannau cwbl wahanol. Nid oedd y gwyddonwyr yn deall hyn. Dim ond pan ganfuwyd dilyniannau DNA tebyg mewn rhywogaethau bacteriol eraill y cafodd yr achos fwy o sylw. Felly, yn y celloedd roedd yn rhaid iddynt wasanaethu rhywbeth pwysig. Yn 2002 Ruud Jansen penderfynodd Prifysgol Utrecht yn yr Iseldiroedd alw'r dilyniannau hyn yn CRISPR. Canfu tîm Jansen hefyd fod genyn yn amgodio ensym o'r enw gyda'r dilyniannau cryptig bob amser Cas9sy'n gallu torri'r llinyn DNA.

Ar ôl ychydig flynyddoedd, mae gwyddonwyr wedi cyfrifo beth yw swyddogaeth y dilyniannau hyn. Pan fydd firws yn ymosod ar facteriwm, mae'r ensym Cas9 yn cydio yn ei DNA, yn ei dorri ac yn ei gywasgu rhwng dilyniannau CRISPR union yr un fath yn y genom bacteriol. Bydd y templed hwn yn ddefnyddiol pan fydd yr un math o firws yn ymosod ar y bacteria eto. Yna bydd y bacteria yn ei adnabod ar unwaith ac yn ei ddinistrio. Ar ôl blynyddoedd o ymchwil, mae gwyddonwyr wedi dod i'r casgliad y gellir defnyddio CRISPR, ar y cyd â'r ensym Cas9, i drin DNA yn y labordy. Grwpiau ymchwil Jennifer Doudna o Brifysgol Berkeley yn UDA a Emmanuelle Charpentier o Brifysgol Umeå yn Sweden cyhoeddodd yn 2012 bod y system facteriol, pan gaiff ei haddasu, yn caniatáu golygu unrhyw ddarn DNA: gallwch chi dorri genynnau allan ohono, mewnosod genynnau newydd, eu troi ymlaen neu i ffwrdd.

Mae'r dull ei hun, a elwir CRISPR-case.9, mae'n gweithio trwy adnabod DNA tramor trwy mRNA, sy'n gyfrifol am gario gwybodaeth enetig. Yna mae'r dilyniant CRISPR cyfan yn cael ei rannu'n ddarnau byrrach (crRNA) sy'n cynnwys y darn DNA firaol a'r dilyniant CRISPR. Yn seiliedig ar y wybodaeth hon a gynhwysir yn y dilyniant CRISPR, crëir tracrRNA, sydd ynghlwm wrth y crRNA a ffurfiwyd ynghyd â gRNA, sy'n gofnod penodol o'r firws, mae ei lofnod yn cael ei gofio gan y gell a'i ddefnyddio yn y frwydr yn erbyn y firws.

Mewn achos o haint, mae gRNA, sy'n fodel o'r firws ymosodol, yn rhwymo'r ensym Cas9 ac yn torri'r ymosodwr yn ddarnau, gan eu gwneud yn gwbl ddiniwed. Yna mae'r darnau torri yn cael eu hychwanegu at y dilyniant CRISPR, cronfa ddata bygythiadau arbennig. Yn ystod datblygiad pellach y dechneg, daeth yn amlwg y gall person greu gRNA, sy'n eich galluogi i ymyrryd â genynnau, eu disodli neu dorri darnau peryglus allan.

Y llynedd, dechreuodd oncolegwyr ym Mhrifysgol Sichuan yn Chengdu brofi techneg golygu genynnau gan ddefnyddio dull CRISPR-Cas9. Dyma’r tro cyntaf i’r dull chwyldroadol hwn gael ei brofi ar berson â chanser. Derbyniodd claf a oedd yn dioddef o ganser ymosodol yr ysgyfaint gelloedd yn cynnwys genynnau wedi'u haddasu i'w helpu i frwydro yn erbyn y clefyd. Fe wnaethon nhw gymryd celloedd oddi arno, eu torri allan am enyn a fyddai'n gwanhau gweithrediad ei gelloedd ei hun yn erbyn canser, a'u gosod yn ôl yn y claf. Dylai celloedd wedi'u haddasu o'r fath ymdopi'n well â chanser.

Mae gan y dechneg hon, yn ogystal â bod yn rhad ac yn syml, fantais fawr arall: gellir profi celloedd wedi'u haddasu'n drylwyr cyn eu hailgyflwyno. maent yn cael eu haddasu y tu allan i'r claf. Maent yn cymryd gwaed oddi wrtho, yn cynnal triniaethau priodol, yn dewis y celloedd priodol a dim ond wedyn yn chwistrellu. Mae'r diogelwch yn llawer uwch na phe baem yn bwydo celloedd o'r fath yn uniongyrchol ac yn aros i weld beth sy'n digwydd.

h.y. plentyn sydd wedi’i raglennu’n enetig

O beth allwn ni newid Peirianneg genetig? Mae'n troi allan llawer. Mae adroddiadau bod y dechneg hon yn cael ei defnyddio i newid DNA planhigion, gwenyn, moch, cŵn, a hyd yn oed embryonau dynol. Mae gennym wybodaeth am gnydau a all amddiffyn eu hunain rhag ymosod ar ffyngau, am lysiau â ffresni hirhoedlog, neu am anifeiliaid fferm sy'n imiwn i firysau peryglus. Mae CRISPR hefyd wedi galluogi gwaith i gael ei wneud i addasu mosgitos sy'n lledaenu malaria. Gyda chymorth CRISPR, roedd yn bosibl cyflwyno genyn ymwrthedd microbaidd i DNA y pryfed hyn. Ac yn y fath fodd fel bod eu holl ddisgynyddion yn ei etifeddu - yn ddieithriad.

Fodd bynnag, mae rhwyddineb newid codau DNA yn codi llawer o gyfyng-gyngor moesegol. Er nad oes amheuaeth y gellir defnyddio'r dull hwn i drin cleifion canser, mae ychydig yn wahanol pan fyddwn yn ystyried ei ddefnyddio i drin gordewdra neu hyd yn oed problemau gwallt melyn. Ble i roi terfyn yr ymyrraeth mewn genynnau dynol? Efallai y bydd newid genyn y claf yn dderbyniol, ond bydd newid y genynnau yn yr embryonau hefyd yn cael eu trosglwyddo'n awtomatig i'r genhedlaeth nesaf, y gellir eu defnyddio er lles, ond hefyd er anfantais i ddynoliaeth.

Yn 2014, cyhoeddodd ymchwilydd Americanaidd ei fod wedi addasu firysau i chwistrellu elfennau o CRISPR i lygod. Yno, cafodd y DNA a grëwyd ei actifadu, gan achosi treiglad a achosodd yr hyn sy'n cyfateb i ganser yr ysgyfaint dynol... Mewn ffordd debyg, yn ddamcaniaethol byddai'n bosibl creu DNA biolegol sy'n achosi canser mewn pobl. Yn 2015, adroddodd ymchwilwyr Tsieineaidd eu bod wedi defnyddio CRISPR i addasu genynnau mewn embryonau dynol y mae eu treigladau yn arwain at afiechyd etifeddol o'r enw thalasaemia. Mae'r driniaeth wedi bod yn ddadleuol. Mae dau gyfnodolyn gwyddonol pwysicaf y byd, Nature and Science, wedi gwrthod cyhoeddi gwaith y Chineaid. Ymddangosodd o'r diwedd yn y cylchgrawn Protein & Cell. Gyda llaw, mae gwybodaeth bod o leiaf pedwar grŵp ymchwil arall yn Tsieina hefyd yn gweithio ar addasu genetig embryonau dynol. Mae canlyniadau cyntaf yr astudiaethau hyn eisoes yn hysbys - mae gwyddonwyr wedi mewnosod genyn sy'n rhoi imiwnedd i haint HIV yn DNA yr embryo.

Mae llawer o arbenigwyr yn credu mai dim ond mater o amser yw genedigaeth plentyn â genynnau wedi'u haddasu'n artiffisial.