كائن معدل جينيا. المشاكل الأخلاقية للتقنيات الوراثية الحديثة الأشخاص المعدلون وراثيا

يا رفاق، نضع روحنا في الموقع. شكرا لك على ذلك
أنك تكتشف هذا الجمال. شكرا للإلهام والقشعريرة.
انضم إلينا فيسبوكو في تواصل مع

أكثر من مرة، تمت ترجمة خيال كتاب الخيال العلمي إلى واقع من قبل العلماء. الهاتف والغواصة والصواريخ وأكثر من ذلك بكثير. وهنا مرة أخرى وجدت فكرة روايات الخيال العلمي أساسًا حقيقيًا - هذه المرة في مجال الهندسة الوراثية. من الممكن أن يتم العثور على "ينبوع الشباب" الأسطوري، وهذا هو بالضبط ميزة علماء الوراثة. بعد كل شيء، لا تزال الآليات الدقيقة للشيخوخة غير معروفة، ولكن ثبت أن عمليات الذبول تعتمد بشكل مباشر على حالة التيلوميرات - الأقسام النهائية للكروموسومات: كلما طالت فترة حياة الشخص، كلما طالت مدة حياته.

في عام 2016، أصبح مدير شركة BioViva USA Inc البالغ من العمر 45 عامًا. إليزابيث باريش ( إليزابيث باريش) ادعى أنه أكمل بنجاح دورة العلاج الجيني لمكافحة الشيخوخة. يهدف العلاج إلى معالجة تأثيرين رئيسيين لعملية الشيخوخة: تقصير التيلومير وفقدان العضلات.

التيلوميرات هي أجزاء من الكروموسومات المسؤولة عن عدد انقسامات الخلية قبل تدميرها. على الرغم من أن طول التيلوميرات فردي لكل شخص، إلا أن الشخص يولد بطول تيلومير يتراوح بين 15-20 ألف زوج من النيوكليوتيدات، ويموت بطول 5-7 آلاف، ويتناقص طوله تدريجيًا بسبب عملية تسمى هايفليك الحد - هذا هو عدد انقسامات الخلايا التي تساوي تقريبًا 50. وبعد ذلك تبدأ عملية الشيخوخة في الخلايا. أثناء البحث، وجد أنه يمكن استعادة الحمض النووي بفضل إنزيم التيلوميراز، الذي يتفاعل مع التيلوميرات و"يعيد" طوله الأصلي.

يتم حاليًا تحفيز عملية استعادة التيلومير عن طريق الحمض النووي الريبي (RNA) المعدل، الذي يحمل جين التيلوميراز المنتسخ العكسي (TERT). بمجرد إدخال الحمض النووي الريبوزي (RNA) في التيلومير، فإنه يزيد من نشاط التيلوميراز لمدة 1-2 أيام. خلال هذا الوقت، يعمل بنشاط على إطالة التيلوميرات ثم يتفكك. تتصرف الخلايا الناتجة بشكل مشابه للخلايا "الصغيرة" وتنقسم بشكل مكثف عدة مرات أكثر من خلايا المجموعة الضابطة.

بفضل هذه الطريقة، كان من الممكن إطالة التيلوميرات بأكثر من 1000 نيوكليوتيدات، وهو ما يعادل تقريبًا عدة سنوات من حياة الإنسان. هذه العملية آمنة للصحة ولا تؤدي إلى تعديلات وطفرات غير ضرورية في الخلايا، لأن الجهاز المناعي ليس لديه الوقت للرد على الحمض النووي الريبي (RNA) الذي يدخل الجسم.

وأكد مختبر SpectraCell أن نجاح العلاج ممكن. في عام 2015، قبل بدء العلاج، تم أخذ دم إليزابيث للتحليل: كان طول التيلوميرات في الكريات البيض 6.71 ألف زوج من النيوكليوتيدات. في عام 2016، بعد انتهاء العلاج، تم اختبار دم باريش مرة أخرى: زاد طول التيلوميرات في الكريات البيض إلى 7.33 ألف زوج. وهذا يعني أن كريات الدم البيضاء في الدم أصبحت "أصغر سنا" بنحو 10 سنوات. تم إجراء إجراء باريش في كولومبيا، لأن مثل هذه التجارب محظورة في الولايات المتحدة.

تم تأكيد نتائج الدراسة من قبل منظمتين مستقلتين - المنظمة البلجيكية غير الربحية HEALES (شركة تمديد الحياة الصحية) والمؤسسة البريطانية لأبحاث علم الشيخوخة الحيوية. ولم تتم مراجعة النتائج بعد من قبل النظراء.

كان الهدف الثاني من العلاج هو محاولة تثبيط إنتاج بروتين الميوستاتين: فهو يثبط نمو وتمايز الأنسجة العضلية. يتكون هذا البروتين في العضلات ثم يتم إطلاقه في الدم. في البشر، يتم ترميز الميوستاتين في جين MSTN. وقد أظهرت الدراسات التي أجريت على الحيوانات بالفعل أن منع عمل الميوستاتين يؤدي إلى زيادة كبيرة في كتلة العضلات الخالية من الدهون مع عدم وجود أنسجة دهنية تقريبًا.

رأي إليزابيث الخاصة: “إن العلاج الحالي لـ”إطالة” التيلوميرات حتى الآن لا يقدم سوى تغييرات في نمط حياة المريض: التخلي عن اللحوم، وممارسة الرياضة، وتجنب المواقف العصيبة. أجد هذا غير فعال. لكن التقدم في التكنولوجيا الحيوية هو الحل الأفضل، وإذا كانت نتائج التجربة التي أجريت علي دقيقة، فقد حققنا طفرة هائلة في العلوم.

سيساعد هذا العلاج في إجراء تجارب لأبحاث الأدوية ونمذجة الأمراض بسرعة وكفاءة أكبر، ويمكن استخدامه في المستقبل لإطالة العمر.

ربما تكون إليزابيث باريش رائدة في مجال العلاج الجيني لمكافحة الشيخوخة، والأكثر من ذلك أنها قد تكون الخطوة الأولى نحو الخلود. هل تعتقد أننا قريبون من تحقيق إنجاز علمي أم أن هذا كله مجرد حيلة علاقات عامة ضخمة؟

لقد تعمدنا عدم فك الاسم الذي يمكن كتابته على النحو التالي: "الإنسان أيضًا كائن معدل وراثيًا". ولكن هذا ليس مخيفا، ولكن الكائنات المعدلة وراثيا مخيفة. أصبحت المنتجات المعدلة وراثيا قصة رعب، وكذلك الدهن وزيت النخيل والمنتجات الهجينة وغيرها. يبدو أن الناس لم يعد لديهم ما يخشونه بعد الآن. وبينما يناقش العالم كله مشاكل الكائنات المعدلة وراثيا، فإننا نحصل على مياه لا يمكن حتى أن تسمى مياها، ويتم إطعامنا بالخضروات التي عولجت مرارا وتكرارا بالمبيدات الحشرية والسموم ضد نفس خنافس البطاطس في كولورادو. تعد البطاطس ذات الجين المتكامل الذي لا تأكله الخنافس أول موضوع تمت مناقشته على نطاق واسع في روسيا فيما يتعلق بالكائنات المعدلة وراثيًا. ويتذكر جميع الروس فترة التسعينيات الجائعة، عندما تحول نصف البلاد إلى زراعة الكفاف. كم عدد الخنافس التي تم جمعها باليد! ولكن لا يزال أكثر تسمما من "أنقرة" وغيرها من الأشياء السيئة. في تلك اللحظة، تساءل الكثيرون ما هو الشيء السيئ للغاية في البطاطس المعدلة وراثيا؟ لكن أوقات الجوع انتهت، وبدأنا في شراء المنتجات التي مكتوب عليها "لا تحتوي على كائنات معدلة وراثيًا". نحن نفكر في كيفية التمتع بصحة جيدة! ماذا نعرف عن هذه الكائنات المعدلة وراثيا نفسها؟ نحن نعلم أن جين العقرب يتم إدخاله في الحمض النووي للبطاطس، ولهذا السبب لا تأكلها الحشرات. سمع البعض أن هناك طماطم تحتوي على جين الضفدع المدمج، فهي لا تخاف من الرطوبة العالية، وبالتالي فهي ليست خائفة من اللفحة المتأخرة. يا لها من سعادة للمقيمين في الصيف وجداتنا في القرية! ولكن لا، لا "يسمح لهم" بدخول روسيا! كم من الناس سمعوا أن الأنسولين هو أيضًا نتاج تعديل وراثي؟ تم تعديل الإشريكية القولونية العادية بحيث تحولت إلى بكتيريا منتجة للأنسولين. ونتيجة لذلك، تم إنقاذ الملايين من الناس وما زالوا يخلصون.

دعونا نحاول معرفة ما هي الكائنات المعدلة وراثيًا وما هي قصص الرعب التي تخيف الناس. حسنًا، سنضع افتراضات حول سبب الحاجة إلى ذلك (ولمن).

يتكون جسم الإنسان (وجميع الكائنات الحية أيضًا) من جزيئات حمض الديوكسي ريبونوكلييك، وجزء من الحمض النووي هو جين، وهو مسؤول عن وظيفة أو أخرى من وظائف الجسم. ومن خلال استبدال جين واحد، نحصل على جودة جديدة. من خلال استبدال الجين في النباتات، نحصل على منتجات ذات الخصائص التي نحتاجها (تذكر أننا نستبدل بطريقة مستهدفة ومصطنعة). الجين مضمن وينتمي إلى المنتج. نحن نأكله. كيف يمكن أن يكون مثل هذا المنتج خطيرًا؟ لماذا على الأرض سوف يندمج جينه في جيناتنا؟ لماذا لا يتم دمج جين الطماطم الذي نتناوله على الغداء؟ ولماذا لا يقوم الأشخاص الذين يأكلون الملفوف الطبيعي حصريًا بزراعة أوراق الملفوف بدلاً من الأذنين؟ في معدتنا وأمعائنا، ينقسم الحمض النووي للأطعمة التي نتناولها إلى أجزاء منفصلة (نيوكليوتيدات)، وعندها فقط يتم تجميع الحمض النووي الخاص بنا من هذه القطع وفقًا لقالب جسمنا. تغيير هذه العملية ليس بالأمر السهل.

لنكن موضوعيين، الحمض النووي الأجنبي يمكن أن يندمج في حمضنا النووي. ولكن ليس كل شيء وليس فقط في أي مكان. تحاول الفيروسات القيام بذلك طوال الوقت. لكن جسم الإنسان يدمرهم.

كيف تتم عملية التعديل الجيني؟ ولا يستطيع أحد إدراج الجين مباشرة في المنتج. وفي المختبرات العلمية يأخذون خلية واحدة وينمو منها كائن حي. ينتمي هذا الجين الآن إلى هذا الكائن الحي، وهو غير قادر على أخذ الجين الخاص به وإدراجه في كائن حي آخر. وأكرر أنه لا يوجد كائن حي (باستثناء الفيروسات) قادر على دمج جيناته في السلسلة حمض النووي الريبي منقوص الأكسجينأحماض جسم آخر. جميع البطاطس والأرز لها جينات. لماذا لا نخاف من استخدامها في الغذاء؟

الآن بعد أن فهمنا آلية التعديل الوراثي، دعونا نعود إلى البشر. ويحتوي جزيء الحمض النووي البشري على ما يقرب من 8% من "القطع" الفيروسية، وهي الجينات التي تم إدخالها الخامس
الحمض النووي البشري منذ آلاف السنين، مما يصيب الخلية المسؤولة عن تكاثر الأسلاف. بالمناسبة، يستمر بعضهم في أداء وظيفة مماثلة، لكنهم "يصيبوننا بالعدوى". مباشرةكما لا تستطيع الفيروسات. اتضح أن البشر هم أيضًا كائنات معدلة وراثيًا، وقد حدث هذا منذ وقت طويل جدًا.

لا يوجد جين القلب أو جين الساق. لن ينمو للإنسان ساق عقرب، لأن كل خلية على حدة لها جينوم كامل. المعلومات بتسجل في أي خلية في جسمنا.. سواء كنت إنسان أو برج العقرب. إن جيناتنا تكاد تكون متطابقة مع جينات القردة، ولكننا لسنا قردة. كيف تجد التشابه مع جينات الزواحف؟ لكننا لسنا تماسيح. الشيء الأكثر إثارة للاهتمام هو أن الجينوم لكل شخص مختلف. لا توجد جينات فردية لأي حيوان، فالجينات تحمل معلومات، على سبيل المثال، حول كيفية بناء البروتين لذلك الحيوان. هذه الآلية عالمية لجميع أشكال الحياة على الأرض.

لا يمكننا خلق كائنات حية من لا شيء. ونحن لا نستطيع أن نفعل ذلك من "شيء" حتى الآن. ولكن يمكننا بسهولة أن نأخذ كائنًا جاهزًا، ونعزل عنه الجين المسؤول عن شيء نحتاجه، وندمجه في كائن حي آخر، والذي سيبقى ذلك الكائن الحي، ولكن سيكون له الخاصية التي نحتاجها. دعونا نستخدم مثالاً تم تجربته بالفعل. إذا عزلنا جين السمك المفلطح المسؤول عن مقاومة الصقيع ودمجناه في جينوم الفراولة، فلن يطفو إذا غسلناه، وستكون الفراولة لدينا ببساطة مقاومة للصقيع ولن تتجمد ثمارها عندما تبرد. ما المخيف في ذلك؟

إن الضرر الذي تسببه الكائنات المعدلة وراثيًا غير صحيح تمامًا. لقد استخدمنا سابقًا منتجات التعديل الوراثي التي حدثت بشكل طبيعي وتم إصلاحها بواسطة المربين. علاوة على ذلك، غالبا ما يتم إصلاح العلامات البعيدة عن النجاح من وجهة نظر الطبيعة. والقمح الذي يزرع اليوم وحش مقارنة بما جاء منه. وأثناء الاختيار يستخدمون أيضًا العلاج بالأشعة فوق البنفسجية، أو حتى ما هو أسوأ من ذلك، الإشعاع (!). فلماذا لا نخاف من مثل هذه الإشعاعات، فالجميع يعلم جيداً أضرارها. تشيرنوبيل – بعد كل شيء، كانت هناك كارثة في عصرنا، ونحن على دراية بعواقبها. نعم، لأنه حدثت تغيرات في الجين المسؤول عن المحصول، فيزداد محصول القمح، ولن يصبح مشعاً! لكن الحصول على العلامة التي نحتاجها أمر صعب للغاية، وقد لا ينجح الأمر على الإطلاق. معظم المنتجات التي تحتوي على إمكانية التعديل الوراثي تقع في قاعدة الهرم الغذائي، ويحتاج الناس بشكل خاص إلى هذه المنتجات. ومن الواضح أن الحصول على كمية كافية من هذه المنتجات ليس مربحًا أيضًا لأباطرة الأغذية.

حاليا، من الممكن الحصول على السمة المطلوبة ليس نتيجة لتجارب طويلة، ولكن على الفور. فلماذا يقاومون هذا؟

هناك الكثير من المواد على الإنترنت حول مخاطر المنتجات المعدلة وراثيا. ولكن إذا بحثت بشكل أعمق، فستجد أن كل ما يسمى بأدلة الضرر ليس لها أي أساس. مؤلفو الدراسات غير معترف بهم في العالم العلمي. يتحدث العلماء عن السلامة الكاملة للتعديل الوراثي، فهو لا يؤثر على الصحة بأي شكل من الأشكال.

فلماذا يُحظر بيع المنتجات ذات التعديل الوراثي في ​​بعض البلدان، بما في ذلك روسيا؟ والنقطة الأساسية هي أن منشئي أي تقنية يجب أن يثبتوا عدم ضررها. حسنًا، إذا لم يمكن القيام بذلك، فهو يعتبر ضارًا. وإذا حملت الشركات السلاح ضد التكنولوجيا الجديدة، فيمكن دفنها. في الواقع، لماذا نسمح بدخول البطاطس المعدلة وراثيا إلى روسيا إذا كانت احتياطيات السم لخنفساء البطاطس في كولورادو ستستمر لسنوات عديدة؟ وما مجال النشاط! بدأت خنفساء كولورادو في أكل سم واحد (ويحدث هذا بعد 2-3 سنوات)، فلنبتكر سمًا آخر!

يتم اختبار كل منتج جديد معدّل وراثيًا بعناية. لم ينجح أي منتج تم الحصول عليه بالطريقة المعتادة في هذا الاختبار. GOSTs يستريحون هنا. إذا اجتازت كل تكنولوجيا جديدة مثل هذا الاختبار، فسنعيش في العصر الحجري. ففي نهاية المطاف، أدت التكنولوجيا الجديدة لإشعال الحرائق إلى نشوب الحرائق. كما أن تأثير الموجات الكهرومغناطيسية على الدماغ لم تتم دراسته بشكل جيد. لكن هل سنوافق على التخلي عن الاتصالات الخلوية والإنترنت؟

ما هي مميزات منتجات جنرال موتورز؟

• تتكيف النباتات مع الظروف الجوية المختلفة؛
• مقاومة للأمراض.
• يقاوم الآفات.
• ارتفاع العائد؛
• يتم تقليل وقت النضج.
• يتم الاختيار في وقت قصير.
• انخفاض تكاليف الإنتاج.
• كما تم الحصول على الكثير من الأدوية الرخيصة ولكن التي تشتد الحاجة إليها.

ما هو العيب والتعليقات:

• ردود الفعل التحسسية التي يصعب التنبؤ بها (على سبيل المثال، تم إدخال جين الجزر في الأرز، وكان الشخص يعاني من حساسية تجاه الجزر). السؤال الذي يطرح نفسه على الفور، ما هو بالضبط ما لديك حساسية؟ لقد سبق أن كتبنا أعلاه أنه لا يوجد جين للجزر أو الأرز. في مثل هذه الحالات، أليس من الأفضل التحذير على الملصقات (على غرار "لا يحتوي على كائنات معدلة وراثيًا") أن الأرز يحتوي على جين البيتا كاروتين، لذلك لا ينبغي استخدامه من قبل الأشخاص الذين يعانون من حساسية للبيتا كاروتين ( لا للجزر!) ؛
• انخفاض مناعة الجسم بسبب التغيرات في البكتيريا في المعدة أو الأمعاء. لماذا على وجه الأرض سوف تتغير النباتات الدقيقة؟ لقد سمعنا بالفعل ما يكفي عن هذا: دسباقتريوز وما إلى ذلك. وكل هذا بعيد المنال، ولا علاقة له بالتعديل الوراثي؛
• من الممكن تصنيع البروتينات غير الموجودة في الجسم. لماذا يجب تصنيع بروتينات جديدة؟ يتم تحديد تخليق البروتين بواسطة الحمض النووي، وكتبنا أن المنتج لا يمكن أن يؤثر على الحمض النووي. التغييرات ممكنة فقط من خلال التأثير على الحمض النووي للجسم، وليس الطعام نفسه الذي يستهلكه الشخص؛
• ظهور بكتيريا جديدة مقاومة للمضادات الحيوية. وهي تظهر على أية حال، دون تعديل وراثي؛
• سموم جديدة تدخل الجسم. حجة تتعلق بتراكم المبيدات الحشرية في الأغذية المعدلة وراثيا التي تغذي النباتات. ولكن هنا يتضح حتى عديمي الخبرة أن ما يسمى بالمنتجات الطبيعية هي التي تسمم أكثر بالمبيدات الحشرية، لأن مقاومتها أضعف للأمراض والآفات؛
• العواقب طويلة المدى وكيف سيؤثر ذلك على النسل غير معروفة. الحجة الوحيدة التي تستحق الاهتمام. لكننا كتبنا عن الآثار الضارة للاهتزازات الكهرومغناطيسية. إذا رغبت في ذلك، يمكنك العثور على عشرات التقنيات الأخرى ذات التأثيرات غير المدروسة على النسل.

وحتى عندما تقارن بين الإيجابيات والسلبيات، فإن الطبيعة الواهية للحجج ضد الكائنات المعدلة وراثيًا تصبح واضحة. لا يمكن لأحد أن يدعي أن الأطعمة المعدلة وراثيا ضارة بلا شك. لا يوجد أي دليل على ذلك. ما نأكله يمكن أن يكون أكثر ضررا عدة مرات من المنتجات المعدلة وراثيا. ولكن علينا أن نعرف أو لا نعرف عن وجود الكائنات المعدلة وراثيا في المنتجات، ولكن علينا أن نعرف معلومات عن مخاطر هذه المادة الحافظة أو تلك (التي بفضلها يمكن تخزين الحليب لمدة ثلاثة أشهر).

وقد تم حتى الآن تسجيل ما يقرب من 140 نباتًا معدلاً وراثيًا، ولكن الكثير منها ينتمي إلى نفس النوع (على سبيل المثال، 24 سلالة بطاطس).

وبطبيعة الحال، فإن نمو سكان الكوكب والجوع المستمر في بعض البلدان سوف يؤدي عاجلاً أم آجلاً إلى حل مشكلة الإمدادات الغذائية. هل من الممكن حدوث طفرات مرتبطة بالكائنات المعدلة وراثيًا؟ ولكن هنا على الأرجح لا من نعم. من المرجح أن تنشأ مشكلة الطفرات بسبب سوء البيئة والإشعاع والتعرض. هل سينقرض البشر نتيجة كل هذا؟ وربما ليس هنا أيضًا. سوف يتكيف كما تكيف من قبل. يبلغ عمر البشرية 4 ملايين سنة على الأقل (دعونا نحتفظ بعمر البشرية، الرقم غير محدد ويختلف ليس فقط عدة مرات، ولكن أيضًا بآلاف المرات، على سبيل المثال، وفقًا للكتاب المقدس، يبلغ عمره 6000 عام قديم)، وقد تغير جينومه قليلاً. شخصيًا، كنا نزرع في حديقتنا البطاطس التي لا تأكلها خنافس البطاطس في كولورادو، والطماطم التي لا تعاني من اللفحة المتأخرة. ولكن لا يوجد مكان لشراء البذور بعد ...

إن التعديل الوراثي للبشرية ليس خطراً جديداً على الإطلاق؛ فقد أجرت البشرية دائماً تجارب جينية على نفسها. إن التنوع الجيني الهائل للمجموعات البشرية - والبشر ليسوا أسوأ من أي نوع آخر - كان يؤوي دائمًا العديد من الطفرات المتنحية التي لا تظهر في غالبية حامليها المتغايرين. يمكن لأي شخص أن يعيش بشكل طبيعي مع عدد كبير إلى حد ما من الأليلات الضارة في الجينوم - المعيار بالنسبة لشخص واحد هو في المتوسط ​​3 - 4 طفرات مميتة، والتي تكون في الجينوم في نسخة واحدة فقط وبالتالي لا تظهر. إنها مسألة أخرى، إذا تلقى الجسم نسخة متحولة من الجين من كلا الوالدين - فإن مثل هذه الطفرة ستظهر بالتأكيد. لكن احتمالية وجود حاملين لاجتماع طفرة نادرة منخفضة للغاية - فمن غير المرجح أن يلتقيا ويتزوجا، لأن اختيار الشركاء في المجتمع الحديث واسع ويصبح أوسع.

ولكن هذا ليس هو الحال دائما. إن أسهل طريقة لوصول نسختين ضارتين إلى نفس الجينوم هي عدم البحث بعيدًا عن شريك، بل الزواج من أحد الأقارب. ومن ثم فإن احتمال أن تكون الطفرة متماثلة اللواقح في النسل يتناسب طرديا مع درجة العلاقة بين العروس والعريس. تعكس تقاليد الزواج الخارجي التي تعود إلى قرون - اختيار شريك الزواج من قبيلة أخرى - الفهم البشري الغريزي لخطورة الجمع بين نسختين متحولتين من نفس الجين في نمط وراثي واحد، وهذه، بطريقة ما، أول "قواعد السلامة" لـ التجارب الجينية.

ليس من قبيل الصدفة أن يخاف الناس من زواج الأقارب منذ العصور القديمة. حتى في صحراء سيناء، أعلن موسى من بين وصاياه "لا تشته زوجة قريبك"، لأنها في المجتمعات القريبة في ذلك الوقت يمكن أن تكون، إن لم تكن أخًا، ابنة عم. وكان هذا محفوفًا بحقيقة أنها ستحمل في رحمها مجموعات وراثية غير مرغوب فيها تؤدي إلى كل أنواع العواقب غير السارة على النسل.

مثال للعالم القديم كان الفراعنة المصريون الذين تزوجوا أخواتهم وبناتهم. تعاقبت أسرة تلو الأخرى في وادي النيل بسبب التنكس الوراثي. كما اعتمد البطالمة، الذين جاءوا إلى مصر بعد الإسكندر الأكبر، عادة الفراعنة هذه. 15 جيلًا فقط كانت كافية ليتحلل السلالة الذكورية من سلالة البطالمة تمامًا، وكان تاجها كليوباترا الجميلة التي استبدلت قيصر بأنطوني والأخير بأص مصري أسود.

ونحن نرى الشيء نفسه في أوروبا. في روايته الرائعة Ragtime، كتب E. Doctorow عن رحلة رجل الأعمال المالي P. Morgan إلى العالم القديم: "في أوروبا، تناول العشاء مع المصرفيين ورؤساء الوزراء والملوك. وفي هذه المجموعة الأخيرة لاحظ التدهور المتزايد. لقد تزوجوا جميعاً على مدى قرون عديدة وأنجبوا الجهل والبلاهة في جيلهم الجديد. لاحظ أن مورغان نفسه عانى من نوع من أمراض المناعة الذاتية، ونتيجة لذلك تحول أنفه إلى فراولة كبيرة "ناضجة". كما لاحظ دوكتورو بطن مورغان الكبير، ثم كتب أن الوزن الزائد أصبح فيما بعد مرضاً للفقراء (بسبب استهلاك كميات كبيرة من الأطعمة الرخيصة ذات السعرات الحرارية العالية)!

اضطرابات الشهية، على سبيل المثال، تأتي في أشكال مختلفة. ومن المعروف أن الأميرة ديانا، في مواجهة ضغوط قصر باكنغهام، الذي افتتح في بداية شهر يوليو بركة في هايد بارك تكريما لها، عانت بالتناوب من فقدان الشهية والشره المرضي، أي الافتقار التام للشهية وحالة عندما يكون الإنسان مستعداً "لأكل الثور". ومع ذلك، لا يستطيع جميع الناس التحكم في شهيتهم بمجرد وصولهم إلى القصر.

تنجم الشهية عن الببتيد العصبي Y ("اليوناني")، الذي يتم تصنيعه في منطقة ما تحت المهاد، الذي يتحكم في غرائزنا الأساسية. يُطلق على الببتيد أيضًا اسم "orexigenic" من الكلمة اللاتينية "or" - الفم (ومن هنا جاءت كلمات مثل "oral" و "عن طريق الفم"). خصمه الكامل هو هرمون البروتين اللبتين، الذي يتم تصنيعه تحت "أمر" الأنسولين بواسطة الخلايا الشحمية، أو خلايا الأنسجة الدهنية البيضاء (الأنسجة تحت الجلد).

تم اكتشاف اللبتين قبل 10 سنوات. أظهر غلاف مجلة Nature، التي نُشرت في الأول من كانون الأول (ديسمبر) 1994، مقياسًا تفوق فيه طفرة جين اللبتين في الفأر المفرط على اثنين من الطفرات الطبيعية. أطلق العلماء على الهرمون الجديد اسم "ليبتوس" باستخدام الكلمة اليونانية "ليبتوس" - رقيقة، أنيقة، جميلة (وهي متضمنة في كلمتنا "ليبوتا" و"رائع"، وهي القشرة اللبتونية الشهيرة، وكذلك "ليبتا" - أصغر عملة يونانية نحاسية ).

يمر اللبتين بسهولة إلى الدماغ ويدخل إلى منطقة ما تحت المهاد عبر مجرى الدم، حيث "يطفئ" الشهية، مما يسبب شعورًا شخصيًا بالشبع. هذه هي الطريقة التي يتم بها تنظيم تناول الطعام عادة. ومع ذلك، عندما يتم "إيقاف" جين اللبتين أو مستقبل البروتين الموجود على سطح الخلايا العصبية، يبدأ الناس في المعاناة من الشره المرضي، مما يؤدي إلى السمنة والسكري وتصلب الشرايين وأشياء مماثلة غير سارة.

الشراهة هي الخطيئة السابعة المميتة. كان لدى الناس دائمًا موقف سلبي تجاه أولئك الذين يأكلون بشكل مفرط. يمكن للمرء أن يتذكر مولوخ البابلي وجارجانتوا لفرانسوا رابليه، بالإضافة إلى سيرس الخبيث الذي حاول تحويل رفاق أوديسيوس إلى خنازير بمساعدة الطعام الوفير.

لقد تحدثنا بالفعل أعلاه عن ضرر زواج الأقارب، مما يزيد بشكل حاد من احتمال "لقاء" جينومين متحولين من الوالدين في جينوم الطفل. ليس من قبيل الصدفة أن يتم وصف الاعتلالات العصبية الكبرى - مثل عمى الألوان والشلل الرعاش، وكذلك رقص هنتنغتون - في إنجلترا بزواجها المسموح به بين أبناء العمومة (زواج أبناء العمومة). منذ وقت ليس ببعيد، وصفت مجلة ساينس مرض باركنسون في عائلتين كبيرتين من صقلية ووسط إيطاليا (أحدهما عائلة كونتورسي الكبيرة) ذات جذور مشتركة، وكذلك في عائلة إسبانية لديها زواج من أبناء العمومة.

نشأ المرض نتيجة طفرة في الجين لبروتين خاص يسمى السينوكلين، وهو بديل لحرف واحد من رمز الجين (ونتيجة لذلك تحولت تحفة L. Tolstoy إلى "الحرب والأوبئة"). في إحدى الحالات، أدت الطفرة إلى استبدال الحمض الأميني في البروتين، وفي الحالة الأخرى، إلى ظهور كودون "التوقف"، ونتيجة لذلك كان البروتين "يفتقر" إلى 150 حمضًا أمينيًا.

ولكن دعونا نعود إلى مرض السكري من النوع الثاني، والذي يحدث على خلفية السمنة "الخالية من اللبتين". في أفراد عائلة باكستانية كبيرة متزوجة من أبناء عمومة، تم تمثيل طفرة في جين اللبتين من خلال حذف - نقص السيتوزين (C) - لحرف رمز الجين في الموضع 399، ونتيجة لذلك، تمت قراءة المزيد من انحرف الجين.

الحذف هو فقدان واحد أو أكثر من النيوكليوتيدات. وللتوضيح، يمكن الاستشهاد بعبارة «دار السينما»، التي تتحول نتيجة «حذف» الحروف إلى «أحجار الدومينو». وبطبيعة الحال، يتم انتهاك معنى النص. إن انتهاك "النص" الجيني هو طفرة تؤدي إلى انتهاك البروتين المشفر بواسطة الجين مع كل العواقب المترتبة على ذلك في شكل مرض وراثي.

في عائلة تركية كبيرة، تحدث طفرة في جين اللبتين وهي استبدال السيتوزين في الموضع 315 بالثايمين. ويؤدي هذا التغيير إلى تغير الحمض الأميني أرجينين عند الموضع 105 من بداية السلسلة البروتينية إلى التربتوفان، ونتيجة لذلك يفقد الليبتين خصائصه البيولوجية. وغني عن القول أن مثل هذه الطفرات في جين اللبتين، التي تنتهي في حالة متجانسة بسبب زواج الأقارب، لا تضيء حياة حامليها - مثل هؤلاء الأشخاص يصبحون سمينين حرفيًا "من الهواء"، لكنهم يريدون تناول الطعام.

يلتقي الناس، يقع الناس في الحب، ويتزوجون

هكذا غنى مغني شعبي من يوغوسلافيا، الذي انهار مثل بيت من ورق، في السبعينيات البعيدة الآن. لا توجد محظورات تمنع الأقارب المقربين من الزواج من ابن عم، أو ولادة ذرية مثقلة وراثيا أو حتى مريضة. يتم عرض بعض أمراض "ابن العم" في الجدول. يشير البلد إلى أصل العائلة، التي يعيش أفرادها غالبًا في الولايات المتحدة الأمريكية أو إنجلترا أو الدول الأوروبية الأخرى حيث تم إجراء التحليل الجيني.

الثعلبة في هذه الحالة تعني الصلع "الكلي"، حيث نتيجة الغياب التام لبصيلات الشعر، لا يوجد فروة الرأس والحواجب فحسب، بل حتى الرموش.

لكنها غير موجودة بسبب طفرة في جين عامل نسخ محدد، والذي "يحفز" قراءة الجينات المسؤولة عن تكوين بصيلات الشعر.

يحدث شيء مشابه، ولكن بدرجة أقل وضوحًا، مع الأصابع القصيرة أو بطء الأصابع. وتم اكتشاف حالتين في ألمانيا. في أحد الأمثلة، تبين أن جين بروتين BMP المشارك في تكوين العظام كان متحورًا، بينما في مثال آخر تأثر جين إنزيم تيروزين كيناز بالطفرة (دعونا نوضح بين قوسين أن الإنزيم "يحرك" أو ينقل مجموعات الفوسفور إلى الحمض الأميني تيروزين في بروتينات أخرى، وهو ما يطلق سلسلة إشارات تصل إلى النواة، حيث تعمل الإشارة القادمة على تنشيط عوامل النسخ. الجينات المستهدفةوبالتالي تستجيب الخلية لمحفز خارجي).

داء ترسب الأصبغة الدموية هو تراكم غير طبيعي للحديد في الخلايا والأنسجة يحدث عندما يكون هناك طفرة في جين مستقبل بروتين نقل الحديد. وقصور الغدد التناسلية هو تخلف في الغدد التناسلية، أو الغدد الجنسية.

في هذه الحالة بالذات، كان لرجل يبلغ من العمر 21 عامًا انخفاض في حجم الخصية وحجم القضيب إلى النصف، ويبلغ طوله مترًا ونصف المتر فقط، وكثافة عظامه هي نفس كثافة عظام مراهق يبلغ من العمر 15 عامًا. لم تأتي أخته دورتها الشهرية الأولى حتى بلغت السادسة عشرة من عمرها. تنجم الأمراض الوراثية عن طفرة في جين ما يسمى بـ "المحرر" - وهو الهرمون الذي يحفز الافراج عن التخصيصهرمون الغدد التناسلية، الضروري لتطوير الغدد التناسلية.

تحدث النوبة القلبية في كثير من الأحيان نتيجة لزيادة تخثر الدم، وهو المسؤول عن فيتامين K وبروتين مستقبلاته الخلوية. تؤدي الطفرة في هذا المستقبل إلى حدوث مقاومة - مقاومة - للوارفارين المخفف للدم (أحد مشتقات الكومارين)، مما يؤدي إلى زيادة التجلط.

بعد ذلك نتحدث عن microgyria، أو التخلف و"تمزيق" تلافيف القشرة الأمامية والجدارية. يحدث هذا عندما يكون هناك طفرة في جين المستقبل، والذي يشارك أيضًا في نقل الإشارة من الخارج إلى النواة. تؤدي طفرة في جين آخر إلى صغر حجم الدماغ بأكمله، وهو ما يسمى صغر الرأس.

في هذه الحالة، يؤثر التغيير على جين ASPM - أ- الانقسام المغزلي، المسؤول عن الانقسام الطبيعي للخلايا في الانقسام والانقسام الاختزالي. ونتيجة لهذه الطفرة، يبدو أن الخلايا الجذعية العصبية "تتجمد" ولا تنقسم أكثر بسبب عدم القدرة على "فصل" الكروموسومات عند القطبين. وبطبيعة الحال، يتم تثبيط نمو الدماغ.

Cathepsin C، الجين الذي تحور في التهاب اللثة، هو إنزيم يكسر البروتينات في السيتوبلازم. هذا الإنزيم ضروري لوظيفة البلاعم. ليس من المستغرب أن تتجلى طفرة جين الكاثيبين سي في شكل التهاب اللثة وفقدان الأسنان والتهاب المفاصل وزيادة التقرن في القدمين والنخيل.

ومن المعروف أن نظامنا العصبي "متقاطع"، لذلك أثناء السكتة الدماغية في النصف الأيمن من الكرة الأرضية، يفشل النصف الأيسر من الجسم والعكس صحيح. يتم إجراء التهجين في الحالة الجنينية باستخدام بروتين ROBO (الدوار). هذه الكلمة الإنجليزية تعني تحويل الزاوية. يجذب بروتين ROBO محاور عصبية متنامية إلى الجانب الآخر.

في 10 عائلات من أصول مختلفة، ومن خلال زواج أبناء العمومة، تم اكتشاف 10 طفرات مختلفة جدًا في جين هذا البروتين، مما يؤدي، على وجه الخصوص، إلى الجنف الواضح وغيره من التشوهات في تطور الجهاز العصبي. يمكن رؤية شيء مشابه عندما يتم إيقاف تشغيل أحد الجينات في نموذج الفأر المصاب بالجنف، وهو ما يظهر بوضوح في الرسم التوضيحي "لرسم الخرائط".

الطفرات في جينات RP - "التهاب الشبكية الصباغي" (التهاب الشبكية الصباغي)، المعروف لدى أطباء العيون - وAIPL، الذي يشفر البروتين "التفاعلي" الذي يتفاعل مع هيدروكربونات الأريل (وهذا يعنياختصار)، تم تحديده في زواج أبناء العمومة في الولايات المتحدة وهولندا وفي عائلة من أصل باكستاني.

هناك جين آخر، NR، مسؤول عن تخليق المستقبل النووي ("النووي")، الذي يستقبل الإشارة عبر السيتوبلازم. عندما تتطور طفرة في هذا الجين، يتجلى اعتلال الشبكية في زيادة حساسية مخاريط الشبكية للضوء الأزرق قصير الموجة، ونتيجة لذلك يفقد الأشخاص الرؤية بحلول سن العشرين.

ما يجب القيام به؟

ومن الواضح على من يقع اللوم. هؤلاء هم في المقام الأول أشخاص لا يريدون كبح دوافعهم القلبية حتى لا يعاني ذريتهم. ومع ذلك، الأمر ليس بهذه البساطة. في السابق، أجبرت الظروف الناس على الدخول في زواج الأقارب، وإن كان ذلك في المواقف القصوى. يمكن للمرء أن يتذكر القصة التوراتية عن لوط وبناته، الذين تحولت زوجته إلى عمود ملح، التفت من فضول الأنثى لينظر إلى سدوم وعمورة وهما يحترقان بنار الكبريت.

والآن يجد الناس من بلدان أخرى أنفسهم في عزلة وراثية، كما كتب الكاتب المجري تيبور ديري في روايته “عزيزي بو بير”: “في الخارج، عادة ما يلتصق الأشخاص من نفس الأمة ببعضهم البعض مثل كلمات عبارة مكتوبة بشكل جيد؛ إنهم يعتقدون أنه فقط معًا يكون لديهم أي معنى.

ويمكن للمرء أن يتذكر أيضًا العالم الصغير لخمس "عائلات" من المافيا في نيويورك، والتي وصفها ماريو بوزو بشكل جيد في كتابه "العراب". كل هذا يؤدي إلى زواج أبناء العمومة، مما يؤدي إلى الأمراض الموصوفة.

اتضح أن الناس، على الرغم من عدم الوعي، يقومون بتعديل جيناتهم بنشاط، ويتحولون إلى أشخاص معدلين وراثيا. واليوم يستطيع العلم بالفعل إجراء تشخيص دقيق لعدد كاف من الحالات، مما يعطي الأمل في سرعة اكتشاف طرق العلاج المناسبة عن طريق “العكس”. تعديلات الجينات.

ولكن هذا في المستقبل. يمكننا اليوم أن نشهد المثال الوحيد للعلاج الناجح للأمراض الوراثية في عائلة وثيقة الصلة. نحن نتحدث عن أفراد الأسرة من أصل تركي الذين يعيشون في الولايات المتحدة والذين يعانون من زيادة الوزن.

إن اكتشاف اللبتين، كما تمت مناقشته في البداية، جعل من الممكن تأسيس إنتاجه التكنولوجي الحيوي. قام باحثون من جامعة كاليفورنيا بحقن هرمون الليبتين المؤتلف البشري في أفراد الأسرة الذين يعانون من السمنة المفرطة لمدة عام ونصف.

كانت التجارب السريرية ناجحة (مع إدخال الكسور أو الملليغرامات الكاملة من اللبتين لكل كيلوغرام من الوزن، انخفض وزن الجسم لدى هؤلاء الأشخاص بمقدار مرتين، والذي حدث بشكل أساسي بسبب "حرق" احتياطيات الدهون تحت الجلد). بدأ الأشخاص في إظهار نشاط بدني أكبر بشكل ملحوظ، و"تم حل" مرض السكري من النوع الثاني لديهم من تلقاء نفسه، وتحسنت وظيفة الغدد الصماء والتمثيل الغذائي، وتم "تصحيح" سلوكهم، وتم عكس قصور الغدد التناسلية.

تم نشر تقرير عن تجربة اللبتين الناجحة في مجلة Proceedings of the US Academy of Sciences (PNAS). من الممكن أن يضطروا إلى حقن أنفسهم باللبتين بنفس الطريقة التي يحقن بها مرضى السكر أنفسهم بالأنسولين. أود أن آمل أن يخبروا أطفالهم بعد شفائهم عن مخاطر إجراء التجارب على أنفسهم عن طريق التعديل الجيني.

وسوف تزدهر أشجار التفاح على المريخ

لكن هذا غير مرجح، وإقامتنا الأبدية في مهد الأرض ترجع إلى التطور الذي يمنع التهجين بين الأنواع. ولا يوجد مكان آخر للحصول على جينات جديدة، حيث يمكن لجيناتنا أن تتحور، ولكن في أغلب الأحيان تكون هذه الطفرات غير مواتية، والتي تم ذكر أمثلة عليها أعلاه. لا تكفي أي من موارد الأرض لنقل المليار الذهبي من البشر إلى مستعمرات المريخ، والتي تظهر إحداها في الفيلم الشهير لأرنولد شوارزنيجر وشارون ستون "Total Recall" (أو "Total Memory Restoration"). ومن غير المرجح أن يكون هناك الكثير من النفوس الشجاعة على كوكبنا وعدد كافٍ من الأشخاص الأصحاء لتحمل رحلة لمدة عامين (ستعود السفينة لمدة خمس سنوات كاملة!)

ولكن حتى مليار شخص سيواجهون بسرعة مشكلة زواج الأقارب وزواج أبناء العمومة. لذلك، في المستقبل البائس البعيد، يمكن للمرء أن يتخيل رحلات استكشافية منفصلة وصغيرة للغاية إلى الكوكب الأحمر، حيث ستعيش فتيات ثلاثيات الصدر، بروح الفيلم المستقبلي، ولكن لا أكثر. بعد كل شيء، هناك بعثات استكشافية "دورية" في القارة القطبية الجنوبية، لكن لا أحد في كامل قواه العقلية قد يأتي بفكرة إنشاء إنتاج في القطب الجنوبي ومستوطنات دائمة هناك.

جيناتنا، كما اتضح فيما بعد، قليلة العدد للغاية، وهي بعيدة للغاية عن احتياجات السكان الأصحاء، الذين "يفسد" نسلهم بسرعة كبيرة عندما يكون آباء الأشخاص المتفائلين، أو أقاربهم بالدم، "اقترب" (من الكلمة اللاتينية "sangwe" - الدم). ولذلك فإن قوانين جميع الدول تحظر مثل هذا الزواج.

بعد كل شيء، كتب سوفوكليس عن هذا في مأساته "أوديب الملك":

والابن هو أخ للأب وأخ للأبناء،
يا له من تواصل إجرامي مع الأم
ومعها سأرزق بأطفال
إلى اشمئزاز القبائل البشرية،
ألست أكثر شرًا من أي شخص آخر في العالم المسكوني؟

مرة أخرى: تم تعديل جينات الخلايا الإنجابية البشرية ونمو الأجنة منها.

وفي وقت كتابة هذا النص، كانت تفاصيل العمل غير معروفة، لذلك من المستحيل تحديد المدى الذي وصلت إليه التجربة. هل تم زرع الجنين في الأم وهل سيولد أول إنسان معدل وراثيا قريبا؟ هل توقف تطوره في المختبر؟ ما هي الجينات التي يتم تحريرها؟

إن الإجابة على السؤال الأول تكاد تكون مضمونة، لكن الهدف من التجارب هو على وجه التحديد أنه في المستقبل القريب - ليس في غضون عقود، ولكن في السنوات - سيصبح التعديل الوراثي للأشخاص حقيقة واقعة.

ومن المعروف حتى الآن أن التجارب أجراها علماء صينيون، لكن لا ينبغي للمرء أن يعتقد أن هذا عمل معزول أو كاذب في الصحف. تعمل العديد من المختبرات والمجموعات على نفس الموضوع. في مارس/آذار، نشرت مجلة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا تحقيقا أجراه أنطونيو ريغالادو تحت عنوان "بناء الطفل المثالي". (للإشارة: معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا هو أحد المؤسسات العلمية المرموقة؛ فقد خرج منه 63 حائزًا على جائزة نوبل فقط، أي أكثر بعدة مرات من روسيا على سبيل المثال.) يتحدث المؤلف بالتفصيل عن العمل واسع النطاق لتصحيح وتحسين جينومات الحيوانات والبشر: بوسطن، هارفارد، كامبريدج، ماساتشوستس، المملكة المتحدة، الصين... أفضل المختبرات، شركات خاصة بميزانيات ضخمة...

لقد كانت البيولوجيا الجزيئية تتجه نحو هذا لفترة طويلة. لقد قمنا بتحسين الأساليب لعقود من الزمن، وقد تم تعليم الطلاب حول العلاج الجيني لعقود من الزمن. ويبدو أن هذه كانت مسألة المستقبل: لقد تحدثنا لفترة طويلة، ولكن لم يكن هناك علاج بعد. ولكن في عام 2012، ظهرت تقنية كريسبر - تذكر هذا الاختصار، ربما ستتاح لك الفرصة لاستخدامه في الممارسة العملية.

التكنولوجيا بسيطة مثل الفأس، ورخيصة الثمن، ويمكن لأي طالب لديه مهارات معملية أن يطبقها. هذا نظام جزيئي من أصل بكتيري يتعرف على جزء معين من الحمض النووي ويقوم بتحريره: يمكنك قطع النيوكليوتيدات غير الضرورية، أو إدخال النيوكليوتيدات الضرورية، أو تنشيط أو قمع عمل جين معين. وفي الأشهر الثمانية الأولى، تم إثبات هذه القدرات على مجموعة متنوعة من الأشياء، بما في ذلك الخلايا البشرية. لقد مرت أقل من ثلاث سنوات قبل استخدام الأجنة. السبب واضح: لم يكن لدى علماء الأحياء الجزيئية حتى الآن أداة بهذه الانتقائية والكفاءة.

الأهداف الأولى هي الأمراض الوراثية. نقوم بأخذ بويضة من امرأة، وتصحيح الجين في المختبر، وإجراء التلقيح الاصطناعي، وزرع الجنين في الأم. يولد طفل سليم، وجميع الأجيال اللاحقة خالية من الأمراض الوراثية. سيكون من العدل أن نقول إن هناك عددًا قليلاً من الأمراض المرتبطة بجينات محددة، ولكن هناك الكثير من الجينات القابلة للإصابة بالأمراض. من منا لا يريد إصلاحها؟

التكنولوجيا لا تزال في مهدها بسبب وجود مشاكل. ولكن بالنظر إلى التطور الهائل لأساليب العمل مع الخلايا الجذعية، فمن الممكن أن نفترض أن هذه المشاكل سيتم حلها في غضون بضع سنوات. علاوة على ذلك - من الواضح - المزيد: أوامر لتحسين القدرات (من لا يريد أن يكون الطفل بصحة جيدة وقويًا وجميلًا وذكيًا؟) ، وبعد ذلك بقليل، ميزات جديدة غير عادية، وصولاً إلى الأجنحة الموجودة على الظهر. هل أمرت ملاكاً؟ تحسين النسل الإيجابي في أفضل حالاته.

ولكن فجأة، بعد أيام قليلة من نشر أنطونيو ريغالادو في مجلة Nature، ظهر مقال للعديد من الخبراء البارزين في هذا المجال يدعو إلى وقف العمل مع الخلايا التناسلية البشرية إلى أجل غير مسمى. المنطق بسيط: أولا، لم يتم تطوير التكنولوجيا بشكل كامل حتى على الحيوانات، وثانيا، نحن لا نعرف العواقب. ماذا سيحدث بعد عشر سنوات للشخص "المحرر"؟ وماذا عن نسله؟ يوما ما في المستقبل المنظور سوف نكتشف ذلك. لكن ما ربما لن نفهمه أبدًا هو العواقب التطورية للثورة الجينية. ماذا سيحدث للجنس البشري؟

في يناير/كانون الثاني، جمعت جنيفر دودنا، إحدى مؤلفي طريقة كريسبر، في كاليفورنيا عشرين متخصصًا قلقين بشأن وتيرة العمل. وحضر الاجتماع بول بيرج، البالغ من العمر ثمانية وثمانين عامًا، الحائز على جائزة نوبل والذي نظم مؤتمر أسيلومار التاريخي عام 1975. ثم طور العلماء معايير موحدة للهندسة الوراثية. هل ستعمل الآن؟

إن المستقبل، كما هي الحال دائماً، يأتي في الوقت الخطأ، وكما هي الحال دائماً، فإننا لسنا مستعدين له.

17 مارس 2016

لماذا يريد العلماء تغيير جينوم الأجنة البشرية؟

في فبراير 2016، تم السماح بإجراء تجارب على تعديل جينوم الأجنة البشرية لأول مرة في المملكة المتحدة. هذه هي المرة الثانية التي يدخل فيها علم الوراثة إلى قدس الأقداس - الحمض النووي "البدائي"، الذي يتم على أساسه إنشاء جميع الخلايا البشرية الأخرى. اكتشف "العلية" سبب الحاجة إلى مثل هذه التجارب وسبب خطورتها.

إن ولادة حياة إنسانية جديدة هي معجزة حقيقية حتى من وجهة نظر العلم. في خلية واحدة، يتم دمج نصفي جينوم الأب والأم أولاً، ثم تقوم هذه المجموعة المكونة من 46 كروموسومًا بإنشاء جميع أنواع خلايا الكائن المستقبلي: من الخلايا المساعدة للمشيمة والحبل السري إلى الخلايا العظمية، والتي منها ويتم بناء العظام، وخلايا شبكية العين الحساسة للضوء. علاوة على ذلك، فإن كل نوع من الخلايا "يعرف" زمان ومكان ظهوره، وإلا فبدلاً من شخص جديد، ستكون النتيجة حساء الخلية. يتم تحقيق الدقة المذهلة التي تحدد بها الخلايا "الجدول الزمني" للتطور بسبب حقيقة أن الحمض النووي ومساعديه - الحمض النووي الريبي (RNA) والبروتينات - يعملون مثل أوركسترا جيدة العزف، وينظمون نشاط الجينات بشكل متماسك ودقيق.

ليس من المستغرب أنه منذ أن تعلم العلماء فك رموز تسلسل الحمض النووي الريبوزي (DNA) والحمض النووي الريبوزي (RNA) في السبعينيات من القرن العشرين، أصبح الكأس المقدسة لعلم الوراثة الجزيئية هو القدرة على اكتشاف ما يحدث بالضبط للحمض النووي أثناء التطور الجنيني، أي الجينات المسؤولة عن تكوين خلية صغيرة واحدة. شخص كامل. ولكن حتى عام 2012، لم تكن هناك أداة مناسبة لمثل هذا البحث.

يقول العضو المراسل في الأكاديمية الروسية للعلوم، دكتور في العلوم البيولوجية، رئيس مختبر البيولوجيا الجزيئية للخلايا الجذعية في معهد علم الخلايا التابع للأكاديمية الروسية للعلوم: "لقد تمت دراسة بعض النقاط، لكنها في الأساس غابة مظلمة". العلوم أليكسي توميلين.

هناك طريقتان رئيسيتان لمعرفة الوظيفة التي يؤديها الجين - إيقاف تشغيله (وهذا ما يسمى ضربة قاضية للجين أو ضربة قاضية، قياسا على ضربة الملاكمة، وبعد ذلك لا يستطيع الخصم مواصلة القتال) أو استبداله بآخر (تحويل الجينات). وانظر ماذا يتغير بعد ذلك في حياة الخلية والكائن الحي كله.

يتم إجراء مثل هذه التلاعبات بالجينوم تقليديًا على الخلايا الجذعية الجنينية للفئران (ESCs)، والتي يتم بعد ذلك حقنها مرة أخرى في الأجنة، والتي بدورها يتم زرعها في أرحام الفئران من أجل زرعها. ونتيجة لذلك، تولد الكائنات الكيميرية، وهي حيوانات تحمل بعض الخلايا فيها الحمض النووي "المتبرع" المتغير، بينما يحمل البعض الآخر الحمض النووي للأم البديلة. تتم دراسة تأثير التعديل الذي تم إدخاله على الجينوم على نسلهم، الذين سيكون بعضهم حاملين للجينوم المعدل فقط. يوضح توميلين: "من الواضح أن استخدام مثل هذا النهج لدراسة التطور البشري المبكر أمر مستحيل". "إن الفرصة الوحيدة لإجراء التلاعب الجيني مع الجنين البشري وتقييم تأثيرها على نموه هي فترة قصيرة مدتها ستة أيام بين الإخصاب والزرع".

وحتى وقت قريب، واجه العلماء أيضًا مشكلة تقنية بحتة. لتحرير الجينوم، تحتاج إلى إجبار إنزيمات النيوكلياز التي تقسم سلسلة الحمض النووي على الاتصال بها في المكان الصحيح تمامًا. لقد تعاملت أساليب "التوجيه" التي تم استخدامها سابقًا مع مهمتها في حوالي 20٪ من الحالات.

وهذا يكفي لإنشاء نباتات معدلة وراثيا وإجراء تجارب على أجنة الفئران أو خلايا الأنسجة البشرية "البالغة". في كل هذه الحالات، يمكنك أخذ العديد من الخلايا التجريبية مرة واحدة، ثم تحديد تلك الخلايا التي نجح التحرير فيها فقط لمزيد من الاستخدام. لكن الأجنة البشرية هي شيء ذو قيمة كبيرة للبحث. لا يمكنهم الدخول إلى مختبر العالم إلا كهدية من الأزواج الذين خضعوا لعملية التلقيح الاصطناعي (في هذه الحالة، يتم تخصيب العديد من البويضات في وقت واحد، ولكن يتم زرع واحدة أو اثنتين في الأم، ويظل الباقي مجمداً في المخزن أو يتم تدميره). وبالنظر إلى عدم دقة تقنيات تعديل الجينوم، فإن هذا العدد من البيض ليس كافيا على الإطلاق.

يقول توميلين: "لقد تغير الوضع جذريًا بعد اكتشاف تقنية تحرير الجينات CRISPR/Cas9". أظهر نظام كريسبر/كاس9، الذي تم اختباره لأول مرة في عام 2012، بحلول عام 2015 كفاءة بنسبة 90% في أجنة الفئران و94% في الخلايا الليمفاوية التائية غير الناضجة والخلايا الجذعية البشرية المكونة للدم. يبدو أن الوقت قد حان للذهاب في رحلة بحث عن الكأس.

توقفت الأخلاق

في أبريل 2015، ولأول مرة في العالم، أجرى علماء صينيون من جامعة صن يات صن تجارب تحت قيادة جونجيو هوانغ. أخذوا 86 بويضة بشرية مخصبة واستخدموا تقنية كريسبر/كاس9 لتصحيح الجين المتحور الذي يسبب بيتا ثلاسيميا، وهو مرض دم وراثي حاد. وكانت النتيجة غير متوقعة. قام كريسبر/كاس9 بتغيير الجينوم بشكل صحيح في 28 جنينًا فقط، وبعد التقسيم الإضافي، احتفظ أربعة منهم فقط بالجين الجديد. ومع ذلك، فإن هذا لم يمنع الباحثين الصينيين. يخطط Junju Huang لمواصلة التجارب على الأجنة البشرية، وذلك في المقام الأول لإيجاد طرق لتحسين كفاءة CRISPR/Cas9.

يوضح أليكسي توميلين: "لقد أظهر بحث خوان أنه من السابق لأوانه الحديث عن تحرير الجينوم البشري في مرحلة ما قبل الزرع". – كفاءة منخفضة جدًا وخطر كبير جدًا لحدوث تغييرات جانبية في الجينوم (ما يسمى بالتأثير خارج الهدف). عندما يتم حل كلتا المشكلتين، سيكون من الممكن الحديث عن التصحيح الوراثي للسلالة البشرية. من الصعب تحديد سبب فشل كريسبر/كاس9 في كثير من الأحيان في تحديد الجينوم الجنيني. العمل جار لتحسين دقة وكفاءة التحرير باستخدام كريسبر/Cas9. ليس هناك شك في أنه سيكون هناك تقدم".

أثار مقال الباحثين الصينيين بشكل غير متوقع استجابة عالية من زملائهم الأوروبيين والأمريكيين، ولم يكن العلماء قلقين على الإطلاق بشأن انخفاض دقة التحرير، ولكن بشأن الجانب الأخلاقي للقضية. بالفعل في أبريل 2015، ظهر مقال رد في مجلة Science وقعه 18 متخصصًا في علم الجينوم والخلايا الجذعية، ومن بينهم باحثون شاركوا بشكل مباشر في تطوير وتحسين طريقة CRISPR/Cas9 - جينيفر دودنا ومارتن زينك. وحثوا زملائهم على توخي الحذر من احتمال تحرير الجينوم الجنيني، وأصروا على أن الناس يحتاجون إلى الوقت لفهم العواقب المحتملة لمثل هذا التدخل، وإلا فإنهم ليسوا بعيدين عن تحسين النسل - تربية "سلالة" من الأشخاص ذوي خصائص معينة. تم دعم مخاوف مؤلفي المقال في أكتوبر 2015 من قبل اللجنة الدولية لأخلاقيات علم الأحياء في اليونسكو، داعية إلى وقف مؤقت لمثل هذا العمل مع الخلايا البشرية.

ما الذي يخاف منه العلماء إلى هذا الحد؟ ليست معاناة الأجنة أو تدميرها أثناء التجارب الجينية هي التي تثير أسئلة أخلاقية. في المرحلة التي تمتد من يوم إلى ستة أيام بعد الإخصاب، يكون الجنين عبارة عن كتلة مكونة من بضع عشرات من الخلايا فقط. القلق هو على وجه التحديد عدم تدمير الأجنة المعدلة. التغييرات التي يتم إجراؤها على جينات الخلايا الجرثومية والبيض المخصب والخلايا الجنينية في المراحل المبكرة من التطور يرثها جميع أحفاد الكائن المعدل. وهذا ما يسمى تغيير الخط الجرثومي.

الخطوة الأولى

على الرغم من النتائج المثيرة للجدل لمجموعة جونجو هوانغ والمعضلة الأخلاقية للتحرير الجيني للأجنة في حد ذاته، في 1 فبراير 2016، منحت هيئة التخصيب البشري وعلم الأجنة البريطانية (HFEA) الإذن بتحرير الجينوم الجنيني للدكتورة كاتي نياكان من صرخة معهد فرانسيس.

كان نياكان يدرس كيفية تحديد الخلايا الجذعية لتخصصها المستقبلي في أجنة الإنسان والفئران منذ ما يقرب من 10 سنوات. في الآونة الأخيرة، حاول فريقها البحثي معرفة إجابة هذا السؤال من خلال فك رموز تسلسلات الحمض النووي الريبوزي (RNA)، وهي جزيئات الرسول التي تنقل المعلومات من الحمض النووي إلى الريبوسومات، وهي الآلات الخلوية التي تصنع البروتينات. وتمكن العلماء من التعرف على عدة جينات تعمل فقط في الخلايا البشرية وتحديد الاختلافات في التطور المبكر للإنسان من نفس الفئران، على سبيل المثال جين KLF17. لفهم الوظائف التي تؤديها هذه الجينات، هناك حاجة إلى تجارب تتطلب تحرير الحمض النووي. وبهذا المعنى، فإن الأهداف التي حددتها نياكان وزملاؤها لأنفسهم أقرب بكثير إلى البحث عن الكأس الجينية، أي إلى الإجابات على الأسئلة العلمية الأساسية، من أهداف العلماء الصينيين.

مهمة أخرى لعلماء الأحياء البريطانيين هي فهم الجينات المسؤولة عن التطور الناجح للجنين بشكل عام، وخاصة التكوين الصحيح للمشيمة. هذه المعرفة يمكن أن تحدث فرقا كبيرا في تشخيص وعلاج العقم. تشير الإحصائيات إلى أن 15-20٪ من جميع حالات الحمل تنتهي بالإجهاض في المراحل المبكرة جدًا، في حين أن النساء لا يعرفن حتى أنهن حوامل. من ناحية أخرى، أثناء إجراء التلقيح الصناعي، يتم زرع 25٪ فقط من الأجنة بنجاح في رحم الأم الحامل. في أغلب الأحيان، يرجع ذلك على وجه التحديد إلى المشاكل الوراثية للجنين نفسه، والذي لا يمكن أن يلتصق بجدار الرحم في الوقت المناسب أو يشكل لاحقًا مشيمة كاملة لتطوره. لدى Niakan أيضًا "المشتبه به" الخاص بها - جين Oct4، الذي يرتبط نشاطه غير الكافي في الفئران بتباطؤ إنتاج الخلايا الجذعية.

الجنين البشري في مراحل مختلفة من التطور.
يتم تمييز الخلايا التي تكون فيها الجينات المميزة على اليسار نشطة باللون المقابل.
الصورة: مجموعة كاثي نياكان، معهد فرانسيس كريك

الهدف الثالث لنياكان هو فهم كيف يختلف تطور الخلايا الجذعية الجنينية (ESCs) في الجسم الحي عن نموها وتخصصها في المختبر. يعد العلاج ببدائل الخلايا الجذعية الجنينية واعدًا جدًا وخطيرًا جدًا. واعدة - لأن الخلايا الجذعية السرطانية لا تسبب الاستجابة المناعية التي تؤدي إلى رفض الأنسجة المانحة في عملية زرع تقليدية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن زراعة خلايا أي عضو من الخلايا الجذعية السرطانية. في المستقبل، بمساعدتهم سيكون من الممكن علاج مرض الزهايمر، وأمراض القلب التاجية، وقصور الغدة الدرقية، والشلل الدماغي وأكثر من ذلك بكثير.

هذه الطريقة خطيرة لأن الخلايا الجذعية خارج الجنين غالباً ما تتصرف بشكل غير متوقع. على سبيل المثال، في حيوانات التجارب تسبب تكوين الأورام. ولتحويل مثل هذه العواقب، من الضروري معرفة أي الجينات تعمل بشكل مختلف في الخلايا الجذعية السرطانية في المختبر عنها في الجنين، وما هي الظروف التي تؤثر على ذلك. مرة أخرى، لدى نياكان وفريقها بالفعل جينات مرشحة، مثل ARGFX.

سيتعين على علماء الأحياء البريطانيين التعامل مع كل هذه القضايا في وقت قصير - تصريح HFEA صالح لمدة ثلاث سنوات فقط. وهذا ليس القيد الوحيد المفروض على مشروع نياكان. خلال التجارب، يمكن للأجنة أن تتطور لمدة 14 يومًا فقط، وبعد ذلك يجب تدميرها.

إن التنشيط والتوقف المتسلسل لعمل جينات معينة أثناء التطور الجنيني لا يتم كتابته فقط في الحمض النووي، بل يتأثر بالعوامل البيئية - هرمونات الأم، والمواد التي تدخل جسدها من الخارج. في الوقت نفسه، من المعروف أنه في الثدييات، يمكن للظروف التي تطور فيها الجنين أن تحدد المصير المستقبلي للمخلوق المولود - برمجة أمراض معينة أو ميل إليها، على سبيل المثال، ارتفاع ضغط الدم أو متلازمة التمثيل الغذائي.

بالنسبة للبشر، لم يتم حتى وصف العديد من هذه العوامل، لأنه لن يقوم أحد بإجراء تجارب على النساء الحوامل. لا تزال تقنيات تحرير الحمض النووي غير كاملة للغاية بحيث لا يمكن إنتاج أشخاص معدلين وراثيا، ولكن بمساعدتهم، من الممكن بالفعل معرفة مصدر الأمراض الخلقية وكيفية الوقاية منها. ووفقاً لأليكسي توميلين، فإن الضوء الأخضر لمشروع كاتي نياكان هو "التيسير" الأول، وليس الأخير. وفي البلدان التي لا يُحظر فيها بشكل صريح إجراء تجارب على الأجنة البشرية قبل زرعها (كما هي الحال في ألمانيا)، فمن المرجح أن تظهر قريباً مشاريع بحثية جديدة تبحث في الحرم الداخلي.