Технология CRISPR позволяет изменять фрагменты ДНК с невиданной ранее скоростью и эффективностью.
Когда десять лет назад, 28 июня 2012 года, в журнале Science вышла статья с громоздким названием "Программируемая двойная РНК-управляемая ДНК-эндонуклеаза в адаптивном бактериальном иммунитете", СМИ не обратили на это особенного внимания.
Оглядываясь назад, соавтор той знаковой работы доктор Дженнифер Дудна, сегодня известная на весь мир, отмечает, что выбрала бы другое название, если писала бы эту работу сегодня.
Находка исследователей указывала на новый метод редактирования ДНК, который может сделать возможным даже изменение человеческих генов. Речь идёт о технологии CRISPR, которую разработали учёные, вдохновившись природными механизмами изменения ДНК.
Встреча в кафе, изменившая жизнь человечества, или Как изобретали генетические ножницычитайте также
Всего за десятилетие метод CRISPR стал одним из самых знаменитых изобретений современной биологии. Он полностью меняет то, как исследователи-медики изучают болезни сегодня.
Врачи используют CRISPR для редактирования генов, вызывающих наследственные заболевания, а также для лечения таких серьёзных болезней, как ВИЧ и боковой амиотрофический склероз.
Учёные могут не только убирать, но и добавлять мутации с помощью CRISPR: к примеру, чтобы снизить уровень холестерина в организме.
Но влияние CRISPR распространяется далеко за пределы медицины. Биологи-эволюционисты используют эту технологию для изучения мозга неандертальцев и, к примеру, того, как наши предки-обезьяны потеряли свои хвосты.
Жизнь одной семьи отследили на протяжении пяти вековчитайте также
Биологи уже редактируют гены растений, чтобы получить урожай с новыми витаминами или со способностью противостоять болезням. Некоторые из них в ближайшие годы даже смогут попасть на полки супермаркетов.
При этом первоначальная система CRISPR, известная как CRISPR-Cas9, оставляет много возможностей для улучшения. Эти молекулы хорошо "вырезают" кусочки ДНК, но не так хорошо вставляют на их место новые фрагменты. Иногда CRISPR-Cas9 не попадает в цель, разрезая ДНК не в том месте. И даже когда молекулы выполняют свою работу правильно, клетки могут ошибаться, восстанавливая свободные концы ДНК.
Ряд учёных, включая наших соотечественников, разрабатывает новые версии CRISPR, которые не имеют некоторых из этих недостатков.
Первый генетически модифицированный телёнок родился в Свердловской областичитайте также
CRISPR оказал такое быстрое и глубокое влияние, что доктор Дудна и её соавтор Эммануэль Шарпантье получили Нобелевскую премию по химии 2020 года. Нобелевская ассамблея назвала их исследование 2012 года "эпохальным экспериментом".
Создатели метода прекрасно понимали, что со временем CRISPR поставит ряд сложных этических вопросов. И через 10 лет после его разработки эти вопросы стали даже более актуальными, чем когда-либо.
Сможет ли грядущая волна изменённых CRISPR-культур накормить мир и помочь бедным фермерам? Или же она только обогатит гигантов агробизнеса, которые инвестируют в новую технологию? Улучшит ли медицина на основе метода CRISPR здоровье людей во всём мире или будет стоить миллионы долларов и станет доступна лишь богачам?
Самый глубокий этический вопрос, связанный с CRISPR, заключается в том, как будущие поколения будут использовать эту технологию. И не захотят ли они, к примеру, изменять с её помощью человеческие эмбрионы.
Геном болезнетворной бактерии улучшит технику редактирования ДНКчитайте также
Эта проблема была просто мысленным экспериментом до 2018 года, когда Хе Цзянькуй, биофизик из Китая, отредактировал ген в человеческих эмбрионах, чтобы придать им устойчивость к ВИЧ. Три модифицированных эмбриона были имплантированы женщинам в китайском городе Шэньчжэнь.
В 2019 году суд приговорил доктора Хэ к тюремному заключению за "незаконную медицинскую практику". В апреле 2022 года стало известно, что он был освобождён.
При этом мало что известно о здоровье троих детей, которым сейчас не меньше двух лет.
"ГМО-близнецы": китайский ученый расколол научный мирчитайте также
В течение следующих четырёх лет после нашумевшего эксперимента доктора Хе учёные продолжали использовать CRISPR на человеческих эмбрионах. Но они изучали эмбрионы только тогда, когда они представляли собой крошечные скопления клеток, чтобы собрать новые данные о самых ранних стадиях их развития. После эмбрионы уничтожались.
Эти исследования потенциально могут привести к новым методам лечения бесплодия. К слову, год назад Международное общество исследования стволовых клеток разрешило учёным при определённых условиях проводить исследования эмбрионов дольше двух недель после оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом.
Станет ли в будущем приемлемым и даже обычным делом удалять нежелательные гены у жизнеспособных эмбрионов? К примеру, в 2019 году российский учёный заявил о готовности исправить "мутацию глухоты" у будущих детей, и даже нашёл пять супружеских пар, готовых поучаствовать в эксперименте.
А что, если родители захотят добавить будущему ребёнку черты, которые им больше нравятся, например, выбрать их рост, цвет глаз или интеллектуальные способности?
Франсуаза Бейлис, биоэтик из Университета Дэлхаузи в Канаде, считает, что люди ещё не готовы решать такие вопросы. Она сомневается в том, что общество действительно понимает все риски, которые влечёт за собой создание ГМ-модифицированных людей.
И дело не только в том, что последствия редактирования генов до сих пор остаются непредсказуемыми.
На базе СО РАН открылась новая лаборатория геномного редактированиячитайте также
Например, недавнее исследование показало, что выключение "гена агрессии" у хомяков привело к учащению агрессивного поведения как у самцов, так и у самок, которым оно обычно несвойственно.
Как подобные генетические модификации повлияют на сложнейший внутренний мир человека, остаётся лишь догадываться.
При этом существует серьёзная разница между тем, чтобы делать людей совершеннее, и тем, чтобы создавать совершенных людей, добавляет доктор Бейлис.
Второй вариант может усугубить неравенство и расколоть мир на части гораздо сильнее, чем любые войны и эпидемии сегодняшнего дня.
Но пока этот рубеж остаётся нетронутым, мы можем по достоинству оценить другие научные достижения, совершённые с помощью технологии CRISPR.
Так, на основе системы CRISPR-Cas в России была создана новая технология распознавания коронавируса SARS-CoV-2. А в США человеку не так давно впервые пересадили ГМ-сердце свиньи. Правда, пациент прожил после успешной пересадки всего несколько месяцев.
Также метод CRISPR позволяет создавать устойчивые к туберкулёзу поголовья скота и гипоаллергенные цветы, а ещё уничтожать малярийных комаров.
Пока что большинство учёных мира относятся к открывшимся возможностям с большой ответственностью.
Больше интересных новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".
