طراحی افراد: تولید GMO

2024 نویسنده: Seth Attwood | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-16 16:03

بسیاری از ما با ویژگی هایی متولد می شویم که به رقابت بهتر در جامعه کمک می کند: زیبایی، هوش، ظاهر دیدنی یا قدرت بدنی. با توجه به پیشرفت های ژنتیکی، به نظر می رسد که به زودی می توانیم به چیزی دسترسی پیدا کنیم که قبلاً مشمول آن نبود - "طراحی" افراد حتی قبل از تولد. برای پرسیدن ویژگی‌های لازم، اگر طبیعتاً به آنها داده نشده باشد، فرصت‌های بسیار ضروری در زندگی را از پیش تعیین می‌کند. ما این کار را با ماشین‌ها و سایر اشیاء بی‌جان انجام می‌دهیم، اما اکنون که ژنوم انسان رمزگشایی شده است و در حال یادگیری ویرایش آن هستیم، به نظر می‌رسد که به ظهور کودکان به اصطلاح «طراح» و «طراحی» نزدیک‌تر می‌شویم.. آیا اینطور به نظر می رسد یا به زودی به واقعیت تبدیل خواهد شد؟

لولو و نانا از جعبه پاندورا

تولد اولین فرزندان با ژنوم اصلاح شده در پایان سال 2019 طنین جدی در جامعه علمی و در بین مردم ایجاد کرد. هی جیانکوی، زیست شناس در دانشگاه علوم و فناوری جنوبی چین (SUSTech) - در 19 نوامبر 2018، در آستانه دومین اجلاس بین المللی ویرایش ژنوم انسانی در هنگ کنگ، در مصاحبه با آسوشیتدپرس اعلام کرد. تولد اولین فرزندان با ژنوم ویرایش شده

این دو دختر دوقلو در چین به دنیا آمدند. نام آنها و همچنین نام والدین آنها فاش نشد: اولین "کودکان GMO" در این سیاره با نام های لولو و نانا شناخته می شوند. به گفته این دانشمند، دختران سالم هستند و تداخل در ژنوم آنها باعث مصونیت دوقلوها در برابر HIV شده است.

این رویداد که ممکن است به نظر گام جدیدی در پیشرفت بشریت یا حداقل پزشکی باشد، همانطور که قبلاً ذکر شد، باعث ایجاد احساسات مثبت در بین همکاران دانشمند نشد. برعکس محکوم شد. سازمان‌های دولتی در چین تحقیقاتی را آغاز کردند و همه آزمایش‌ها با ژنوم انسان در این کشور به طور موقت ممنوع شد.

هه جیانکوی / ©apnews.com/Mark Schiefelbein

آزمایشی که مورد استقبال عموم قرار نگرفت، به شرح زیر بود. این دانشمند اسپرم و تخمک را از والدین آینده گرفت، لقاح آزمایشگاهی را با آنها انجام داد، او ژنوم جنین های حاصل را با استفاده از روش CRISPR / Cas9 ویرایش کرد. پس از کاشته شدن جنین ها در دیواره رحم زن، مادر آینده دختران برخلاف پدر که ناقل ویروس بود، به HIV آلوده نشد.

ژن CCR5 که پروتئین غشایی را رمزگذاری می کند که توسط ویروس نقص ایمنی انسانی برای ورود به سلول ها استفاده می شود، تحت ویرایش قرار گرفته است. اگر اصلاح شود، فردی با چنین جهش مصنوعی در برابر عفونت با ویروس مقاوم می شود.

لولو و نانا / © burcualem.com

جهشی که He Jiankui سعی کرد به طور مصنوعی ایجاد کند CCR5 Δ32 نامیده می شود: این جهش در طبیعت یافت می شود، اما فقط در تعداد کمی از افراد، و مدت هاست توجه دانشمندان را به خود جلب کرده است. آزمایشات روی موش ها در سال 2016 نشان داد که CCR5 Δ32 بر عملکرد هیپوکامپ تأثیر می گذارد و به طور قابل توجهی حافظه را بهبود می بخشد. ناقلان آن نه تنها در برابر HIV مصون هستند، بلکه سریعتر پس از سکته مغزی یا آسیب مغزی تروماتیک بهبود می یابند، حافظه و توانایی یادگیری بهتری نسبت به افراد "معمولی" دارند.

درست است، تا کنون هیچ دانشمندی نمی تواند تضمین کند که CCR5 Δ32 هیچ خطر ناشناخته ای ندارد و چنین دستکاری هایی با ژن CCR5 باعث عواقب منفی برای حامل جهش نمی شود. اکنون تنها پیامد منفی چنین جهشی شناخته شده است: ارگانیسم صاحبان آن بیشتر مستعد ابتلا به تب نیل غربی است، اما این بیماری بسیار نادر است.

در همین حال، دانشگاهی که دانشمند چینی در آن کار می کرد، کارمند خود را رد کرده است.این دانشگاه گفت که آنها از آزمایشات هه جیانکویی که آنها آن را نقض فاحش اصول اخلاقی و عملکرد علمی می نامیدند اطلاعی نداشتند و او در خارج از دیوارهای مؤسسه به آنها مشغول بود.

لازم به ذکر است که خود پروژه تاییدیه مستقلی دریافت نکرده و مورد بررسی همتایان قرار نگرفته است و نتایج آن در مجلات علمی منتشر نشده است. تمام چیزی که ما داریم فقط اظهارات یک دانشمند است.

کار هه جیانکوی مهلت قانونی بین‌المللی چنین آزمایش‌هایی را نقض کرد. این ممنوعیت تقریباً در همه کشورها در سطح قانونگذاری ایجاد شده است. همکاران ژنتیک موافق هستند که استفاده از فناوری ویرایش ژنومی CRISPR / Cas9 در انسان خطرات زیادی را به همراه دارد.

اما نکته کلیدی انتقاد این است که کار ژنتیک چینی هیچ چیز نوآورانه ای ندارد: هیچ کس قبلاً به دلیل ترس از عواقب غیرقابل پیش بینی چنین آزمایشاتی را انجام نداده است، زیرا ما نمی دانیم ژن های اصلاح شده چه مشکلاتی می توانند برای حاملان و فرزندان خود ایجاد کنند.

همانطور که مریم خسروی متخصص ژنتیک بریتانیایی در حساب کاربری خود در توییتر نوشت: اگر کاری از دست ما برمی آید به این معنا نیست که باید آن کار را انجام دهیم.

به هر حال، در اکتبر 2018، حتی قبل از اظهارات تکان دهنده دانشمند چینی، ژنتیک دانان روسی از مرکز ملی تحقیقات پزشکی زنان و زایمان، زنان و پریناتولوژی به نام کولاکوف نیز تغییر موفقیت آمیز ژن CCR5 را با استفاده از ژنومی CRISPR / Cas9 اعلام کردند. ویرایشگر و به دست آوردن جنین هایی که در معرض اثرات HIV نیستند. به طور طبیعی، آنها از بین رفتند، به طوری که به تولد فرزندان نمی رسید.

40 سال قبل

چهار دهه به جلو. در جولای 1978، لوئیز براون در بریتانیا به دنیا آمد - اولین فرزندی که در نتیجه لقاح آزمایشگاهی متولد شد. سپس تولد او سروصدا و خشم زیادی به پا کرد و به سراغ والدین "کودک لوله آزمایش" و دانشمندانی رفت که به آنها "پزشکان فرانکشتاین" لقب داده بودند.

لوئیز براون. در کودکی و اکنون / © dailymail.co.uk

اما اگر این موفقیت عده ای را می ترساند، دیگران را امیدوار می کند. بنابراین، امروزه در کره زمین بیش از هشت میلیون نفر وجود دارد که تولد خود را مدیون روش IVF هستند و بسیاری از تعصبات رایج در آن زمان برطرف شده است.

درست است، یک نگرانی دیگر وجود داشت: از آنجایی که روش IVF فرض می‌کند که یک جنین انسان "آماده" در رحم قرار می‌گیرد، ممکن است قبل از لانه‌گزینی اصلاح ژنتیکی شود. همانطور که می بینیم، پس از چند دهه، دقیقاً همین اتفاق افتاد.

روش IVF / © freepik.com

بنابراین آیا می توان بین این دو رویداد - تولد لوئیز براون و دوقلوهای چینی لولا و نانا - مشابهی ترسیم کرد؟ آیا ارزش این بحث را دارد که جعبه پاندورا باز است و به زودی می توان کودکی را که طبق یک پروژه ساخته شده است، یعنی یک طراح، "سفارش" کرد. و از همه مهمتر، آیا نگرش جامعه نسبت به چنین کودکانی تغییر خواهد کرد، همانطور که امروزه عملاً نسبت به کودکان "از لوله آزمایش" تغییر کرده است؟

انتخاب جنین یا اصلاح ژنتیکی؟

با این حال، ویرایش ژنوم تنها چیزی نیست که ما را به آینده ای نزدیک می کند که در آن کودکان کیفیت های از پیش برنامه ریزی شده ای داشته باشند. لولو و نانا تولد خود را نه تنها مدیون فناوری های ویرایش ژن CRISPR/Cas9 و IVF هستند، بلکه به تشخیص ژنتیکی جنین قبل از لانه گزینی (PGD) نیز مدیون هستند. هه جیانکوی در طول آزمایش خود از PGD جنین های ویرایش شده برای تشخیص کایمریسم و خطاهای خارج از هدف استفاده کرد.

و اگر ویرایش جنین انسان ممنوع است، تشخیص ژنتیکی قبل از لانه گزینی، که شامل توالی ژنوم جنین برای برخی از بیماری های ژنتیکی ارثی و انتخاب بعدی جنین های سالم است، ممنوع است. PGD نوعی جایگزین برای تشخیص قبل از تولد است، تنها بدون نیاز به خاتمه بارداری در صورت مشاهده ناهنجاری های ژنتیکی.

کارشناسان خاطرنشان می کنند که اولین فرزندان طراح "مشروع" دقیقاً از طریق انتخاب جنین به دست می آیند و نه در نتیجه دستکاری ژنتیکی.

در طول PGD، جنین های به دست آمده توسط لقاح آزمایشگاهی تحت غربالگری ژنتیکی قرار می گیرند. این روش شامل برداشتن سلول ها از رویان در مراحل اولیه رشد و "خواندن" ژنوم آنها است. تمام یا بخشی از DNA خوانده می شود تا مشخص شود که کدام گونه از ژن ها را حمل می کند. پس از آن، والدین آینده می توانند انتخاب کنند که کدام جنین را به امید بارداری کاشته کنند.

تشخیص ژنتیکی پیش از کاشت (PGD) / ©vmede.org

تشخیص ژنتیکی قبل از لانه گزینی در حال حاضر توسط زوج هایی که معتقدند حامل ژن برخی بیماری های ارثی هستند برای شناسایی جنین هایی که این ژن ها را ندارند استفاده می شود. در ایالات متحده آمریکا، چنین آزمایشی در حدود 5٪ موارد IVF استفاده می شود. معمولاً روی جنین های سه تا پنج روزه انجام می شود. چنین آزمایشاتی می تواند ژن هایی را که ناقل حدود 250 بیماری از جمله تالاسمی، بیماری آلزایمر اولیه و فیبروز کیستیک هستند، شناسایی کند.

فقط امروزه PGD به عنوان یک فناوری برای طراحی کودکان چندان جذاب نیست. روش به دست آوردن تخمک ناخوشایند است، خطراتی را به همراه دارد و تعداد سلول های لازم را برای انتخاب فراهم نمی کند. اما به محض اینکه امکان بدست آوردن تخمک های بیشتری برای لقاح (مثلاً از سلول های پوست) فراهم شود، همه چیز تغییر می کند و در عین حال سرعت و قیمت توالی ژنوم افزایش می یابد.

هنری گریلی، متخصص اخلاق زیستی از دانشگاه استنفورد در کالیفرنیا می‌گوید: «تقریباً هر کاری که می‌توانید با ویرایش ژن انجام دهید، می‌توانید با انتخاب جنین انجام دهید».

آیا DNA سرنوشت است؟

به گفته کارشناسان، در دهه‌های آینده در کشورهای توسعه‌یافته، پیشرفت در فناوری‌های خواندن کدهای ژنتیکی ثبت شده در کروموزوم‌های ما این فرصت را به افراد بیشتری خواهد داد تا ژن‌های خود را توالی‌یابی کنند. اما استفاده از داده های ژنتیکی برای پیش بینی اینکه جنین به چه نوع فردی تبدیل می شود، پیچیده تر از آن چیزی است که به نظر می رسد.

تحقیق در مورد اساس ژنتیکی سلامت انسان قطعا مهم است. با این حال، ژنتیک دانان برای از بین بردن ایده های ساده انگارانه در مورد چگونگی تأثیر ژن ها بر ما کار چندانی انجام نداده اند.

بسیاری از مردم بر این باورند که بین ژن ها و صفات آنها ارتباط مستقیم و بدون ابهامی وجود دارد. ایده وجود ژن هایی که مستقیماً مسئول هوش، همجنس گرایی یا مثلاً توانایی های موسیقی هستند، گسترده است. اما حتی با استفاده از مثال ژن CCR5 فوق الذکر، تغییری که در آن بر عملکرد مغز تأثیر می گذارد، متوجه شدیم که همه چیز به این سادگی نیست.

بسیاری از بیماری‌های ژنتیکی - عمدتاً نادر - وجود دارند که می‌توان آن‌ها را با جهش ژنی خاص به دقت تشخیص داد. به عنوان یک قاعده، واقعاً ارتباط مستقیمی بین چنین تجزیه ژنی و بیماری وجود دارد.

شایع ترین بیماری ها یا استعدادهای پزشکی - دیابت، بیماری قلبی یا انواع خاصی از سرطان - با چندین یا حتی بسیاری از ژن ها مرتبط هستند و نمی توان با قطعیت پیش بینی کرد. علاوه بر این، آنها به عوامل محیطی زیادی بستگی دارند - به عنوان مثال، به رژیم غذایی یک فرد.

اما وقتی صحبت از چیزهای پیچیده تری مانند شخصیت و هوش به میان می آید، در اینجا ما چیز زیادی نمی دانیم که کدام ژن ها دخیل هستند. با این حال، دانشمندان نگرش مثبت خود را از دست نمی دهند. با افزایش تعداد افرادی که ژنوم آنها توالی یابی شده است، می توانیم در مورد این منطقه اطلاعات بیشتری کسب کنیم.

در همین حال، Euan Birney، مدیر موسسه اروپایی بیوانفورماتیک در کمبریج، با اشاره به اینکه رمزگشایی ژنوم به همه سؤالات پاسخ نمی دهد، خاطرنشان می کند: "ما باید از این ایده که DNA شما سرنوشت شماست دور شویم."

رهبر و ارکستر

با این حال، این همه نیست. برای هوش، شخصیت، هیکل و ظاهر ما، نه تنها ژن ها مسئول هستند، بلکه اپی ژن ها نیز مسئول هستند - برچسب های خاصی که فعالیت ژن ها را تعیین می کنند، اما بر ساختار اولیه DNA تأثیر نمی گذارند.

اگر ژنوم مجموعه‌ای از ژن‌ها در بدن ما باشد، پس اپی ژنوم مجموعه‌ای از برچسب‌ها است که فعالیت ژن‌ها را تعیین می‌کند، نوعی لایه تنظیم‌کننده که در بالای ژنوم قرار دارد.او در پاسخ به عوامل خارجی دستور می دهد که کدام ژن باید کار کند و کدام ژن باید بخوابد. اپی ژنوم رهبر ارکستر است، ژنوم ارکستر است که هر نوازنده نقش خود را در آن دارد.

چنین دستوراتی بر توالی DNA تأثیر نمی گذارد؛ آنها به سادگی برخی از ژن ها را روشن می کنند (بیان می کنند) و برخی دیگر را خاموش می کنند (سرکوب می کنند). بنابراین، همه ژن هایی که روی کروموزوم های ما هستند کار نمی کنند. تجلی یک یا آن ویژگی فنوتیپی، توانایی تعامل با محیط و حتی سرعت پیری بستگی به این دارد که کدام ژن مسدود یا باز شده باشد.

معروف ترین و همانطور که اعتقاد بر این است مهمترین مکانیسم اپی ژنتیکی متیلاسیون DNA است، افزودن گروه CH3 توسط آنزیم های DNA - متیل ترانسفرازها به سیتوزین - یکی از چهار پایگاه نیتروژنی در DNA.

اپی ژنوم / ©celgene.com

هنگامی که یک گروه متیل به سیتوزین که بخشی از یک ژن خاص است متصل می شود، ژن خاموش می شود. اما، با کمال تعجب، در چنین حالت "خفته"، ژن به فرزندان منتقل می شود. چنین انتقال شخصیت هایی که موجودات زنده در طول زندگی به دست می آورند، وراثت اپی ژنتیک نامیده می شود که برای چندین نسل ادامه دارد.

اپی ژنتیک - علمی به نام خواهر کوچک ژنتیک - مطالعه می کند که چگونه روشن و خاموش کردن ژن ها بر ویژگی های فنوتیپی ما تأثیر می گذارد. به گفته بسیاری از کارشناسان، موفقیت آینده فناوری برای ایجاد کودکان طراح در توسعه اپی ژنتیک است.

با افزودن یا حذف «برچسب‌های» اپی ژنتیک، می‌توانیم، بدون تأثیر بر توالی DNA، با هر دو بیماری که تحت تأثیر عوامل نامطلوب به وجود آمده‌اند مبارزه کنیم و «کاتالوگ» ویژگی‌های طراحی کودک برنامه‌ریزی شده را گسترش دهیم.

آیا سناریوی گاتکی و سایر ترس ها واقعی است؟

بسیاری از این بیم دارند که از ویرایش ژنوم - به منظور جلوگیری از بیماری های ژنتیکی جدی - به سمت بهبود افراد پیش برویم، و در آنجا فاصله زیادی با ظهور یک ابرمرد یا انشعاب بشریت به کاست های بیولوژیکی وجود ندارد، همانطور که یووال نوح پیش بینی کرد. هراری.

رونالد گرین، متخصص اخلاق زیستی از کالج دارتموث در نیوهمپشایر، معتقد است که پیشرفت‌های تکنولوژیکی می‌تواند «طراحی انسان» را در دسترس‌تر کند. او می‌گوید در 40 تا 50 سال آینده، «ما شاهد استفاده از ویرایش ژن و فناوری‌های تولید مثل برای بهبود انسان خواهیم بود. ما می‌توانیم رنگ چشم‌ها و موها را برای فرزندمان انتخاب کنیم، ما می‌خواهیم توانایی‌های ورزشی، مهارت‌های خواندن یا حساب کردن و غیره را بهبود ببخشیم."

با این حال، ظهور کودکان طراح نه تنها مملو از عواقب پزشکی غیرقابل پیش بینی است، بلکه باعث تعمیق نابرابری اجتماعی نیز می شود.

همانطور که هنری گریلی، دانشمند اخلاق زیستی اشاره می کند، بهبود 10 تا 20 درصدی سلامت از طریق PGD، علاوه بر مزایایی که ثروت از قبل به ارمغان می آورد، می تواند منجر به افزایش شکاف در وضعیت سلامتی فقیر و غنی - هم در جامعه و هم در بین کشورها شود..

و اکنون، در تصورات، تصاویر وحشتناکی از یک نخبگان ژنتیکی، مانند تصاویری که در فیلم هیجان انگیز دیستوپیایی گاتاکا به تصویر کشیده شده است، به وجود می آید: پیشرفت فناوری منجر به این واقعیت شده است که اصلاح نژادی به عنوان نقض هنجارهای اخلاقی و اخلاقی تلقی نمی شود. و تولید افراد ایده آل در جریان است. در این جهان، بشریت به دو طبقه اجتماعی - "معتبر" و "با اعتبار" تقسیم می شود. اولی معمولاً نتیجه مراجعه والدین به پزشک است و دومی نتیجه لقاح طبیعی است. همه درها به روی "خوب" باز هستند و "نامناسب" معمولاً در خارج از دریا هستند.

هنوز از فیلم "Gattaca" (1997، ایالات متحده آمریکا)

به واقعیت خودمان برگردیم. ما اشاره کردیم که هنوز نمی توان عواقب تداخل با توالی DNA را پیش بینی کرد: ژنتیک پاسخ بسیاری از سؤالات را ارائه نمی دهد و اپی ژنتیک در واقع در مرحله اولیه توسعه است.هر آزمایش با تولد کودکانی با ژنوم اصلاح شده خطری قابل توجه است که در درازمدت می تواند به مشکلی برای چنین کودکانی، فرزندان آنها و احتمالاً کل گونه انسان تبدیل شود.

اما پیشرفت فناوری در این زمینه که احتمالاً ما را از برخی مشکلات نجات داده است، مشکلات جدیدی را اضافه خواهد کرد. ظهور کودکان طراح، از هر نظر کامل، که پس از بلوغ، عضوی از جامعه می‌شوند، می‌تواند مشکلی جدی در قالب تعمیق نابرابری اجتماعی از قبل در سطح ژنتیک ایجاد کند.

مشکل دیگری وجود دارد: ما به موضوع مورد بررسی به چشم یک کودک نگاه نکردیم. مردم گاهی اوقات تمایل دارند توانایی های علم را بیش از حد ارزیابی کنند و وسوسه جایگزینی نیاز به مراقبت پر زحمت از فرزند، تربیت و تحصیل او با پرداخت قبوض در یک کلینیک تخصصی می تواند عالی باشد. اگر بچه طراح، که پول زیادی روی او سرمایه گذاری شده و انتظارات زیادی دارد، از این امیدها کوتاهی کند، چه؟ اگر با وجود هوش برنامه ریزی شده در ژن ها و ظاهر دیدنی، او به آنچه می خواستند تبدیل نشود؟ ژن ها هنوز سرنوشت نیستند.