Viele von uns werden mit Eigenschaften geboren, die zu einem besseren Wettbewerb in der Gesellschaft beitragen: Schönheit, Intelligenz, spektakuläres Aussehen oder körperliche Stärke. Aufgrund des Erfolgs der Genetik scheint es, dass wir bald für etwas verfügbar sein werden, das zuvor noch nicht Gegenstand war - "Design" von Menschen bereits vor ihrer Geburt. Die notwendigen Eigenschaften zu erfragen, wenn sie nicht von der Natur gegeben sind, die im Leben so notwendigen Möglichkeiten vorab zu bestimmen. Wir tun dies mit Autos und anderen leblosen Objekten, aber jetzt, da das menschliche Genom entschlüsselt wurde und wir bereits lernen, wie man es bearbeitet, scheinen wir uns der Entstehung sogenannter "Designer" -, "projizierter" Kinder zu nähern. Scheint es so oder wird es bald Realität?
Lulu und Nana aus der Büchse der Pandora
Die Geburt der ersten Kinder mit einem veränderten Genom Ende 2019 löste in der wissenschaftlichen Gemeinschaft und in der Öffentlichkeit eine ernsthafte Resonanz aus. Er Jiankui, Biologe an der Südlichen Universität für Wissenschaft und Technologie in China (SUSTech) - Am 19. November 2018, am Vorabend des zweiten Internationalen Gipfeltreffens zur Bearbeitung des Humangenoms in Hongkong, gab er in einem Interview mit Associated Press die Geburt der ersten Kinder in der Geschichte mit einem bearbeiteten Genom bekannt.
Die Zwillingsmädchen wurden in China geboren. Ihre Namen sowie die Namen ihrer Eltern wurden nicht bekannt gegeben: Die ersten "GVO-Kinder" auf dem Planeten sind als Lulu und Nana bekannt. Laut dem Wissenschaftler sind die Mädchen gesund und eine Störung ihres Genoms hat die Zwillinge immun gegen HIV gemacht.
Das Ereignis, das wie bereits erwähnt als neuer Schritt in der Entwicklung der Menschheit oder zumindest der Medizin erscheinen mag, hat bei den Kollegen des Wissenschaftlers keine positiven Emotionen hervorgerufen. Im Gegenteil, er wurde verurteilt. Regierungsbehörden in China leiteten eine Untersuchung ein, und alle Experimente mit dem menschlichen Genom im Land wurden vorübergehend verboten.
Er Jiankui.
Das von der Öffentlichkeit nicht geschätzte Experiment war wie folgt. Der Wissenschaftler nahm Sperma und Eier von den zukünftigen Eltern, führte eine In-vitro-Befruchtung mit ihnen durch und editierte die Genome der resultierenden Embryonen unter Verwendung der CRISPR / Cas9-Methode. Nachdem die Embryonen in die Gebärmutterschleimhaut der Frau implantiert worden waren, war die zukünftige Mutter der Mädchen im Gegensatz zum Vater, der Träger des Virus war, nicht mit HIV infiziert.
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Das CCR5-Gen, das ein Membranprotein codiert, das vom humanen Immundefizienzvirus zum Eintritt in Zellen verwendet wird, wurde bearbeitet. Wenn es modifiziert wird, ist eine Person mit einer solchen künstlichen Mutation resistent gegen eine Infektion mit dem Virus.
Lulu und Nana.
Die Mutation, die He Jiankui künstlich zu erzeugen versuchte, heißt CCR5 Δ32: Sie kommt auch in der Natur vor, aber nur bei wenigen Menschen, und hat seit langem die Aufmerksamkeit von Wissenschaftlern auf sich gezogen. Experimente an Mäusen im Jahr 2016 zeigten, dass CCR5 Δ32 die Hippocampusfunktion beeinflusst und das Gedächtnis signifikant verbessert. Seine Träger sind nicht nur immun gegen HIV, sondern erholen sich auch nach einem Schlaganfall oder einer traumatischen Hirnverletzung schneller, haben ein besseres Gedächtnis und bessere Lernfähigkeiten als „normale“Menschen.
Bisher kann jedoch kein Wissenschaftler garantieren, dass CCR5 Δ32 keine unbekannten Risiken birgt und dass solche Manipulationen mit dem CCR5-Gen keine negativen Folgen für den Träger der Mutation haben. Jetzt ist die einzige negative Folge einer solchen Mutation bekannt: Der Organismus seiner Besitzer ist anfälliger für West-Nil-Fieber, aber diese Krankheit ist ziemlich selten.
Inzwischen hat die Universität, an der der chinesische Wissenschaftler gearbeitet hat, ihren Mitarbeiter entlassen. Die Alma Mater gab an, dass sie nichts über He Jiankuis Experimente wussten, die sie als grobe Verletzung ethischer Grundsätze und wissenschaftlicher Praxis bezeichneten, und dass er außerhalb der Mauern der Institution an ihnen beteiligt war.
Es ist zu beachten, dass das Projekt selbst keine unabhängige Bestätigung erhielt und kein Peer Review bestand und seine Ergebnisse nicht in wissenschaftlichen Fachzeitschriften veröffentlicht wurden. Wir haben nur die Aussagen eines Wissenschaftlers.
Er Jiankuis Arbeit verstieß gegen das internationale Moratorium für solche Experimente. Das Verbot ist in fast allen Ländern auf gesetzlicher Ebene festgelegt. Kollegen des Genetikers sind sich einig, dass die Verwendung der genomischen Bearbeitungstechnologie CRISPR / Cas9 beim Menschen enorme Risiken birgt.
Der Hauptkritikpunkt ist jedoch, dass die Arbeit eines chinesischen Genetikers nichts Innovatives hat: Niemand hat zuvor solche Experimente durchgeführt, aus Angst vor unvorhersehbaren Konsequenzen, weil wir nicht wissen, welche Probleme modifizierte Gene für ihre Träger und Nachkommen verursachen können.
Wie die britische Genetikerin Maryam Khosravi auf ihrem Twitter-Account sagte: "Wenn wir etwas tun können, heißt das nicht, dass wir es tun müssen."
Übrigens kündigten russische Genetiker des nach Kulakov benannten Nationalen Medizinischen Forschungszentrums für Geburtshilfe, Gynäkologie und Perinatologie im Oktober 2018 bereits vor der schockierenden Aussage des chinesischen Wissenschaftlers die erfolgreiche Änderung des CCR5-Gens mit dem genomischen CRISPR / Cas9-Editor und die Gewinnung von Embryonen an, die nicht den Auswirkungen von HIV unterliegen. Natürlich wurden sie zerstört, so dass es nicht zur Geburt von Kindern kam.
40 Jahre zuvor
Schneller Vorlauf vier Jahrzehnte. Im Juli 1978 wurde Louise Brown in Großbritannien geboren - das erste Kind, das infolge einer In-vitro-Fertilisation geboren wurde. Dann verursachte ihre Geburt viel Lärm und Empörung und ging zu den Eltern des "Reagenzglasbabys" und den Wissenschaftlern, die den Spitznamen "Frankensteins Ärzte" erhielten.
Louise Brown. In der Kindheit und jetzt.
Aber wenn dieser Erfolg einige erschreckte, gab er anderen Hoffnung. Heute gibt es auf dem Planeten mehr als acht Millionen Menschen, die ihre Geburt der IVF-Technik verdanken, und viele der damals populären Vorurteile wurden beseitigt.
Es gab jedoch noch ein weiteres Problem: Da bei der IVF-Methode davon ausgegangen wird, dass ein „fertiger“menschlicher Embryo in der Gebärmutter platziert ist, kann er vor der Implantation einer genetischen Veränderung unterzogen werden. Wie wir sehen können, ist nach einigen Jahrzehnten genau dies geschehen.
IVF-Verfahren.
Kann man also eine Parallele zwischen den beiden Ereignissen ziehen - der Geburt von Louise Brown und den chinesischen Zwillingen Lula und Nana? Ist es wert zu argumentieren, dass die Büchse der Pandora geöffnet ist und es sehr bald möglich sein wird, ein Kind zu "bestellen", das gemäß einem Projekt erstellt wurde, dh einem Designer. Und vor allem: Wird sich die Haltung der Gesellschaft gegenüber solchen Kindern ändern, wie sie sich heute gegenüber Kindern "aus einem Reagenzglas" praktisch geändert hat?
Embryoselektion oder genetische Veränderung?
Nicht nur die Bearbeitung des Genoms bringt uns einer Zukunft näher, in der Kinder vorgeplante Eigenschaften haben werden. Lulu und Nana verdanken ihre Geburt nicht nur den CRISPR / Cas9-Geneditierungstechnologien und der IVF, sondern auch der genetischen Präimplantationsdiagnose von Embryonen (PID). Während seines Experiments verwendete He Jiankui die PID bearbeiteter Embryonen, um Chimärismus und Fehler außerhalb des Ziels zu erkennen.
Und wenn die Bearbeitung menschlicher Embryonen verboten ist, ist die genetische Präimplantationsdiagnostik, die darin besteht, das Genom von Embryonen auf bestimmte erbliche Erbkrankheiten zu sequenzieren, und die anschließende Auswahl gesunder Embryonen nicht. Die PID ist eine Art Alternative zur pränatalen Diagnose, nur ohne dass die Schwangerschaft bei genetischen Anomalien abgebrochen werden muss.
Bei der PID werden Embryonen, die durch In-vitro-Fertilisation gewonnen wurden, einem genetischen Screening unterzogen. Das Verfahren beinhaltet das Extrahieren von Zellen aus den Embryonen in einem sehr frühen Stadium der Entwicklung und das Lesen ihrer Genome. Die gesamte oder ein Teil der DNA wird gelesen, um zu bestimmen, welche Varianten von Genen sie trägt. Danach können die werdenden Eltern auswählen, welche Embryonen in der Hoffnung auf eine Schwangerschaft implantiert werden sollen.
Preim. lantationsgenetische Diagnose (PID).
Die genetische Präimplantationsdiagnose wird bereits von Paaren verwendet, die glauben, Gene für bestimmte Erbkrankheiten zu tragen, um Embryonen zu identifizieren, denen diese Gene fehlen. In den USA werden solche Tests in etwa 5% der IVF-Fälle angewendet. Es wird normalerweise an drei bis fünf Tage alten Embryonen durchgeführt. Solche Tests können Gene nachweisen, die etwa 250 Krankheiten übertragen, darunter Thalassämie, frühe Alzheimer-Krankheit und Mukoviszidose.
Aber heute ist die PID als Technologie zur Gestaltung von Kindern nicht sehr attraktiv. Das Verfahren zur Gewinnung von Eiern ist unangenehm, birgt Risiken und bietet nicht die erforderliche Anzahl von Zellen zur Selektion. Aber alles wird sich ändern, sobald es möglich ist, mehr Eier für die Befruchtung zu erhalten (zum Beispiel aus Hautzellen), und gleichzeitig werden Geschwindigkeit und Preis der Genomsequenzierung steigen.
Der Bioethiker Henry Greeley von der Stanford University in Kalifornien erklärt: "Fast alles, was Sie mit der Geneditierung tun können, können Sie mit der Embryoselektion tun."
Ist DNA Schicksal?
Experten zufolge werden in den kommenden Jahrzehnten in Industrieländern Fortschritte bei den Technologien zum Lesen des in unseren Chromosomen aufgezeichneten genetischen Codes einer zunehmenden Anzahl von Menschen die Möglichkeit geben, ihre Gene zu sequenzieren. Es ist jedoch schwieriger, genetische Daten zu verwenden, um vorherzusagen, zu welcher Art von Person ein Embryo werden wird, als es sich anhört.
Viele Menschen glauben, dass es einen direkten und eindeutigen Zusammenhang zwischen ihren Genen und Merkmalen gibt. Die Idee der Existenz von Genen, die direkt für Intelligenz, Homosexualität oder zum Beispiel musikalische Fähigkeiten verantwortlich sind, ist weit verbreitet. Aber selbst am Beispiel des oben genannten CCR5-Gens, dessen Veränderung die Funktion des Gehirns beeinflusst, haben wir gesehen, dass nicht alles so einfach ist.
Es gibt viele - meist seltene - genetische Krankheiten, die durch eine bestimmte Genmutation genau erkannt werden können. In der Regel besteht tatsächlich ein direkter Zusammenhang zwischen einem solchen Genabbau und der Krankheit.
Die häufigsten Krankheiten oder medizinischen Veranlagungen - Diabetes, Herzerkrankungen oder bestimmte Arten von Krebs - sind mit mehreren oder sogar vielen Genen verbunden und können nicht mit Sicherheit vorhergesagt werden. Darüber hinaus hängen sie von vielen Umweltfaktoren ab - zum Beispiel von der Ernährung einer Person.
Aber wenn es um komplexere Dinge wie Persönlichkeit und Intelligenz geht, wissen wir hier nicht viel darüber, welche Gene beteiligt sind. Wissenschaftler verlieren jedoch nicht ihre positive Einstellung. Wenn die Anzahl der Personen, deren Genome sequenziert wurden, zunimmt, können wir mehr über diesen Bereich erfahren.
Währenddessen bemerkt Euan Birney, Direktor des Europäischen Instituts für Bioinformatik in Cambridge, dass die Dekodierung des Genoms nicht alle Fragen beantworten wird: "Wir müssen uns von der Idee lösen, dass Ihre DNA Ihr Schicksal ist."
Dirigent und Orchester
Dies ist jedoch nicht alles. Nicht nur Gene sind für unsere Intelligenz, unseren Charakter, unseren Körperbau und unser Aussehen verantwortlich, sondern auch epigenspezifische Tags, die die Aktivität von Genen bestimmen, aber die Primärstruktur der DNA nicht beeinflussen.
Wenn das Genom eine Reihe von Genen in unserem Körper ist, dann ist das Epigenom eine Reihe von Tags, die die Aktivität von Genen bestimmen, eine Art regulatorische Schicht, die sich sozusagen über dem Genom befindet. In Reaktion auf externe Faktoren befiehlt er, welche Gene funktionieren und welche schlafen sollen. Das Epigenom ist der Dirigent, das Genom ist das Orchester, in dem jeder Musiker seine eigene Rolle spielt.
Solche Befehle wirken sich nicht auf DNA-Sequenzen aus, sondern aktivieren (exprimieren) einfach einige Gene und deaktivieren (unterdrücken) andere. Daher funktionieren nicht alle Gene, die sich auf unseren Chromosomen befinden. Die Manifestation eines bestimmten phänotypischen Merkmals, die Fähigkeit zur Interaktion mit der Umwelt und sogar die Alterungsrate hängen davon ab, welches Gen blockiert oder nicht blockiert ist.
Der bekannteste und vermutlich wichtigste epigenetische Mechanismus ist die DNA-Methylierung, die Addition der CH3-Gruppe durch DNA-Enzyme - Methyltransferasen an Cytosin - eine der vier stickstoffhaltigen Basen in der DNA.
Epigenom.
Wenn eine Methylgruppe an das Cytosin eines Gens gebunden ist, wird das Gen ausgeschaltet. Aber überraschenderweise wird in einem solchen "ruhenden" Zustand das Gen an die Nachkommen weitergegeben. Eine solche Übertragung von Charakteren, die Lebewesen im Laufe ihres Lebens erworben haben, wird als epigenetische Vererbung bezeichnet, die über mehrere Generationen andauert.
Die Epigenetik - die Wissenschaft, die als kleine Schwester der Genetik bezeichnet wird - untersucht, wie sich das Ein- und Ausschalten von Genen auf unsere phänotypischen Merkmale auswirkt. Nach Ansicht vieler Experten liegt der zukünftige Erfolg der Technologie zur Schaffung von Designerkindern in der Entwicklung der Epigenetik.
Durch Hinzufügen oder Entfernen epigenetischer "Markierungen" können wir, ohne die DNA-Sequenz zu beeinflussen, beide Krankheiten bekämpfen, die unter dem Einfluss nachteiliger Faktoren aufgetreten sind, und den "Katalog" der Designmerkmale des geplanten Kindes erweitern.
Ist das Gattaki-Szenario und andere Ängste real?
Viele befürchten, dass wir durch die Bearbeitung des Genoms - um schwerwiegende genetische Krankheiten zu vermeiden - die Menschen verbessern werden, und dort sind wir nicht weit von der Entstehung des Übermenschen oder der Verzweigung der Menschheit in biologische Kasten entfernt, wie Yuval Noah Harari voraussagt.
Der Bioethiker Ronald Greene vom Dartmouth College in New Hampshire glaubt, dass technologische Fortschritte das "menschliche Design" zugänglicher machen können. In den nächsten 40-50 Jahren sagt er: „Wir werden den Einsatz von Gen-Editing- und Reproduktionstechnologien zur Verbesserung des Menschen sehen. Wir können die Farbe der Augen und Haare für unser Kind wählen, wir wollen verbesserte sportliche Fähigkeiten, Lese- oder Rechenfähigkeiten und so weiter."
Das Aufkommen von Designerkindern ist jedoch nicht nur mit unvorhersehbaren medizinischen Konsequenzen verbunden, sondern verschärft auch die soziale Ungleichheit.
Wie der Bioethiker Henry Greeley betont, könnte eine durch PID erreichbare Verbesserung der Gesundheit um 10 bis 20% zusätzlich zu den bereits durch Wohlstand erzielten Vorteilen zu einer zunehmenden Kluft im Gesundheitszustand von Arm und Reich führen - sowohl in der Gesellschaft als auch zwischen den Ländern.
Und jetzt gibt es in der Vorstellung schreckliche Bilder einer genetischen Elite, wie sie im dystopischen Thriller "Gattaca" dargestellt ist: Der Fortschritt der Technologie hat dazu geführt, dass Eugenik nicht länger als Verstoß gegen moralische und ethische Normen angesehen wird und die Produktion idealer Menschen in Gang gesetzt wird. In dieser Welt ist die Menschheit in zwei soziale Klassen unterteilt - "gültig" und "ungültig". Ersteres ist in der Regel das Ergebnis des Arztbesuchs der Eltern, letzteres das Ergebnis einer natürlichen Befruchtung. Alle Türen sind offen für "gut" und "ungeeignet" sind in der Regel über Bord.
Standbild aus dem Film "Gattaca" (1997, USA).
Kehren wir zu unserer Realität zurück. Wir haben festgestellt, dass es noch nicht möglich ist, die Folgen einer Störung der DNA-Sequenz vorherzusagen: Die Genetik liefert keine Antworten auf viele Fragen, und die Epigenetik befindet sich tatsächlich in einem frühen Entwicklungsstadium. Jedes Experiment mit der Geburt von Kindern mit einem veränderten Genom stellt ein erhebliches Risiko dar, das langfristig zu einem Problem für solche Kinder, ihre Nachkommen und möglicherweise die gesamte menschliche Spezies werden kann.
Aber der technologische Fortschritt in diesem Bereich, der uns wahrscheinlich vor einigen Problemen bewahrt hat, wird neue hinzufügen. Die Entstehung von in jeder Hinsicht perfekten Designerkindern, die nach ihrer Reife Mitglieder der Gesellschaft werden, kann ein ernstes Problem in Form einer Vertiefung der sozialen Ungleichheit bereits auf genetischer Ebene darstellen.
Es gibt noch ein anderes Problem: Wir haben das betreffende Thema nicht mit den Augen eines Kindes betrachtet. Menschen neigen manchmal dazu, die Fähigkeiten der Wissenschaft zu überschätzen, und die Versuchung, die Notwendigkeit einer sorgfältigen Betreuung ihres Kindes, seiner Erziehung und seines Studiums durch das Bezahlen von Rechnungen in einer spezialisierten Klinik zu ersetzen, kann groß sein. Was ist, wenn das Designerkind, in das so viel Geld investiert wurde und das so viele Erwartungen hat, diese Erwartungen nicht erfüllt? Wenn er trotz der in den Genen programmierten Intelligenz und eines spektakulären Aussehens nicht zu dem wird, was sie tun wollten? Gene sind noch kein Schicksal.