Es ist kein Geheimnis, dass die Zukunft der Biologie, Medizin, Landwirtschaft und einer ganzen Reihe anderer Wissenschaften und Industrien mit der Entwicklung der Gentechnik verbunden ist. Eine der vielversprechendsten Technologien in diesem Bereich ist das Gen-Editing - CRISPR.
Machen wir uns vertraut: CRISPR
Zum ersten Mal sprachen sie 1987 über die neue Technologie, als japanische Wissenschaftler in der DNA von E. coli sich wiederholende Gruppen von Sequenzen mit unbekanntem Zweck fanden. Sie wurden als schwierig bezeichnet: kurze palindromische Wiederholungen (in beiden Richtungen gleich gelesen), die regelmäßig in Gruppen angeordnet sind (Clustered Regular Interspaced Short Palindromic Repeats).
Warum diese Fragmente benötigt werden, wurde erst zehn Jahre später klar. Es stellte sich heraus, dass palindromische Wiederholungen als Teil des Immunsystems einen „Schnitt“des genetischen Materials von Viren speichern, auf die die Bakterien zuvor gestoßen waren. Im Falle eines neuen Virenangriffs hilft diese "Datenbank" der Zelle, den Feind schneller zu erkennen und ihn dementsprechend schneller zu zerstören.
Diese Entdeckung stieß bei der breiteren wissenschaftlichen Gemeinschaft nicht auf großes Interesse, bis Biologen der University of California, Jennifer Doudna und Emmanuelle Charpentier, herausfanden, dass der Mechanismus zur Erkennung und Zerstörung von Viren kontrolliert werden kann. Wie die Autoren der Entdeckung in einer wissenschaftlichen Veröffentlichung im Jahr 2012 betonten, ist es durch künstliche Einführung eines bestimmten DNA-Fragments in die „Datenbank“möglich, jedes ausgewählte Genom überall zu schneiden. Ein Jahr später wurde der nächste Schritt unternommen: Ein Stück DNA wurde in die Zelle injiziert, die sich nach dem Schneiden erholte und an den Rändern mit dem geschnittenen Chromosom zusammenfiel. Gleichzeitig konnte sich alles in der Mitte befinden - die Zelle erkannte die Substitution nicht und baute das "Trojanische Pferd" ruhig in seine Struktur ein.
Auf diese Weise erhielt die Menschheit CRISPR, eine Genommanipulationstechnologie, die alle vorherigen in Bezug auf Verfügbarkeit, Genauigkeit und Effizienz übertrifft. Das Potenzial der Technik ist so groß, dass Wissenschaftler hoffen, damit einige der globalen Probleme der Welt lösen zu können.
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Genug Essen für alle
Zum Beispiel könnte CRISPR die Gefahr von Nahrungsmittelknappheit dauerhaft beseitigen und die Landwirtschaft und Lebensmittelverarbeitung auf ein völlig neues Niveau heben. Experimente in diese Richtung sind bereits im Gange.
An der University of California in Berkeley wird eine Art Kakaobohne entwickelt, die keine Angst vor Krankheiten und Pilzinfektionen hat. DuPont Pioneer mit Hauptsitz in Des Moines, Iowa, hat angekündigt, 2020 einen überarbeiteten Maishybrid auf den Markt zu bringen. Chinesische Wissenschaftler haben es bereits geschafft, mit CRISPR den Reisertrag zu steigern, und gleichzeitig eine kälteresistente Schweinerasse entwickelt, die sich hervorragend für Schweineställe ohne Erhitzen eignet.
Mit Hilfe der CRISPR-Technologie kann ich sicherstellen, dass Männer nicht mehr in der Mückenpopulation geboren werden. Sogar Bill Gates interessierte sich dafür: Er schlug vor, dass Wissenschaftler natürliche Pestizide und Herbizide in Pflanzen einführen, was zu einer Steigerung des Ertrags und einer besseren Lagerung führen und sogar die Kosten für die Instandhaltung der Pflanzen senken sollte.
Vielleicht ist das einzige, was verhindert, dass gentechnisch veränderte Produkte die Regale in Geschäften und in unseren Kühlschränken übernehmen, die öffentliche Meinung. Die Menschen haben Angst vor Produkten, die ihrer Meinung nach unnatürlich gewonnen werden, und sind bereit, exorbitante Preise für die sogenannten natürlichen Lebensmittel zu zahlen, die ohne chemische Zusätze oder andere Eingriffe angebaut werden. Die jüngste Entdeckung einer Gruppe von Wissenschaftlern der Staatlichen Universität St. Petersburg und des Instituts für Molekularbiologie in Straßburg kann jedoch das Vertrauen in das erschüttern, was als natürlich und natürlich angesehen werden sollte. Nachdem sie mehrere hundert Pflanzenarten untersucht hatten, entdeckten sie genetisch veränderte Organismen, die von der Natur selbst geschaffen wurden. Unter ihnen waren die engsten Verwandten von Tabak, Süßkartoffeln, Erdnüssen, Walnüssen, Tee, Preiselbeeren, Hopfen … Wie der Mitautor der Entdeckung betonte,Professor Tatyana Matveeva: "Unsere Forschung hat gezeigt, dass die Menschheit im Laufe ihrer Geschichte ständig mit GVO konfrontiert war."
Krankheiten werden vor der Geburt geheilt
Die Ärzte zeigten jedoch viel mehr Interesse an der neuen Technik. In keiner anderen Branche könnte die Gen-Bearbeitung so weit verbreitet und vorteilhaft sein wie in der Medizin.
Der weltweit erste Versuch, das Genom eines Erwachsenen zu bearbeiten, wurde 2017 in Kalifornien unternommen. Das Experiment stimmte der Teilnahme des 44-jährigen Brian Mado zu, der an Mukopolysaccharidose Typ II (Hunter-Syndrom) leidet und aufgrund dessen bereits 26 Operationen durchgeführt wurden. Der Mann würde heiraten und so lange wie möglich mit seinem Auserwählten leben und entschied sich daher für eine ungewöhnliche Behandlung: das fehlende Gen zu bekommen. Bei Erfolg würden mehr als 10 Tausend Menschen Hoffnung auf Genesung finden (so viele Menschen auf der Erde haben das Hunter-Syndrom). Leider waren die Berechnungen der Ärzte nicht gerechtfertigt und es gab keinen Durchbruch in der Medizin.
Viel effektiver war die Auswirkung eines sich noch entwickelnden Organismus auf das Genom, die von einem Wissenschaftler aus China, Jiankui He, durchgeführt wurde. Im vergangenen November schockierte er die Welt mit der Ankündigung der Geburt der ersten genombearbeiteten Kinder - der Zwillingsmädchen Lulu und Nana. Die künstliche Mutation machte sie immun gegen HIV. Es wurde beschlossen, auf die Bearbeitung zurückzugreifen, da der Vater der Mädchen, dessen Name hinter dem Pseudonym Mark verborgen ist, infiziert ist.
Mehrere auf Fruchtbarkeitsprobleme spezialisierte Kliniken zeigten sofort Interesse an dem Projekt des chinesischen Wissenschaftlers: Ihre Manager argumentierten, dass viele Eltern ihren Nachkommen Widerstand gegen die "Pest des 20. Jahrhunderts" gewähren wollen. Mit Hilfe der Geneditierung ist es jedoch möglich, die Menschheit nicht nur vor HIV, sondern auch vor Sichelzellenanämie, Brust- und Eierstockkrebs und vielen weiteren schwerwiegenden Krankheiten zu retten.
Der Stab von He wurde bereits von einem Mitarbeiter des Moskauer Wissenschaftlichen Zentrums für Geburtshilfe, Gynäkologie und Perinatologie abgefangen, der nach dem Akademiker V. I. Kulakova Denis Rebrikov. Er wird das Genom der befruchteten Embryonen von fünf angeborenen gehörlosen Paaren bearbeiten, damit Kinder das Problem ihrer Eltern nicht erben. Denis Rebrikov hat bereits mit der Arbeit begonnen: Er führt eine genetische Bearbeitung in Eiern durch, die einer Frau mit normalem Hörvermögen entnommen wurden - dies ist notwendig, um mögliche Nebenwirkungen zu untersuchen und zu verhindern. Die Ergebnisse der Experimente versprach Rebrikov zu veröffentlichen. Bisher hat eines der mutmaßlichen fünf Ehepaare die Teilnahme an weiteren Experimenten genehmigt.
Eine Zivilisation "künstlicher" Menschen?
Die wissenschaftliche Welt und die breite Öffentlichkeit waren vorsichtig bei der Bearbeitung von Embryonen. Der Pionier Jiankui He wurde besonders kritisiert. Jemand sprach über die Unzulässigkeit von Experimenten am Menschen, jemand sagte, dass die CRISPR-Technologie noch nicht entwickelt und daher unsicher sei. Aber einer der Hauptgründe, obwohl nicht geäußert, ist, dass es nur einen Schritt von der Störung des Genoms des Embryos zu therapeutischen Zwecken bis zur Schaffung von "Designer-Babys" mit klar definierten Parametern für Aussehen, Intelligenz, Psychotyp gibt … Und dies, wie sie sagen, Eine ganz andere Geschichte, in der es bisher mehr Fragen als Antworten gibt.
Was ist, wenn die Eltern das ungeborene Kind auf eine völlig wahnhafte Weise "stimmen" wollen - um ihm die Züge von Michael Jackson zu geben oder Engelsflügel auf seinem Rücken wachsen zu lassen? Wer wird das Recht ungeborener Kinder verteidigen, sie selbst zu sein? Werden „künstliche“Menschen als Vollmitglieder der Gesellschaft betrachtet? Wenn das genetische Design zunächst nicht jedem zur Verfügung steht, führt dies dann nicht zu einer Aufteilung der Gesellschaft in "verbesserte" Reiche und natürliche (sprich - "schlimmste") Arme? Oder Kasten, die ursprünglich für einen bestimmten Job gedacht waren, wie in Brave New World von Aldous Huxley?
Das einzige, was jetzt gesagt werden kann, ist, dass "Designer" -Babys immer noch eine Fantasie sind. Das derzeitige Niveau der Gentechnologie erlaubt keine korrekte Anpassung vieler Gene, die für Intelligenz, Eignung für Musik oder Malerei, körperliche Stärke und Ausdauer verantwortlich sind. Es besteht jedoch kein Zweifel, dass der Tag kommen wird, an dem dies möglich sein wird. Und dann müssen unsere Nachkommen beispiellose ethische Probleme lösen, neue Gesetze aufstellen und in einer Gesellschaft leben, die jetzt völlig unvorstellbar ist und auf Genebene bearbeitet wird.
Magazin: Geheimnisse des 20. Jahrhunderts №51. Verfasser: Svetlana Yolkina
