Ученые обнаружили генную редакцию с CRISPR с трудным сопротивлением
Оглавление:
- Eureka Moment
- Глядя в прошлое, чтобы справиться с футуристическими технологиями
- Клонирование денег?
- Питтинг Сердцести против жесткой науки
Взлом человеческого генома уже давно сделал большой научно-фантастический театр, потому что он всегда казался фантастически невозможным, и он так легко поддается зловещим сюжетным линиям.
Но так как ученым удалось сопоставить человеческий геном в 1990-х годах, люди с генетической инженерией кажутся менее похожими на вымысел и больше похожи на предполагаемую конечную точку медицинских исследований.
РекламаРекламаМы по-прежнему боимся возиться с геномом человека наследуемым образом, даже если использование генной инженерии для лечения больных, которые заболевают, начинает добиваться реального прогресса. Запрещено редактировать наследуемую ДНК во многих странах, хотя и не в Соединенных Штатах. Но мы оставили дискуссию о этических последствиях, а орехи и болты регулирования должны быть разработаны, когда технология приближается.
Но в 2012 году то, что когда-то казалось только будущей возможностью, стало непосредственной дилеммой.
Именно тогда молекулярный биолог Калифорнийского университета Дженнифер Дудна, доктор философии, и некоторые коллеги изложили новый метод генной инженерии под названием CRISPR-Cas9 в статье в журнале Science. Короче говоря, технология позволяет ученому вырезать проблематичные фрагменты ДНК, процедуру с глубоким потенциалом для лечения разрушительных генетических заболеваний, таких как Хантингтон.
Техника достаточно проста, чтобы любой биолог, который чувствовал себя настолько склонным, мог «отредактировать» генетический состав человеческого эмбриона и внедрить его в женщину, использующую экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО). Это изменение вступит в генофонд раз и навсегда.
Несколько групп подняли тревогу, что теперь настало время. Это уже не научная фантастика. Доктор Джордж Дейли, Медицинский центр ГарвардаCRISPR-Cas9 также может перепрограммировать гены, которые вызывают генетические заболевания, такие как серповидноклеточная анемия и болезнь Хантингтона, обещая универсальное лечение.
Ученые и регуляторы взломали, чтобы догнать.
«Учитывая, что проблемы, связанные с возможностью изменения генома, особенно эмбриона, теперь гораздо более непосредственны и более важны, поэтому ряд групп подняли тревогу, что сейчас настало время. Это уже не научная фантастика », - сказал доктор Джордж Дейли, доктор философии, биолог стволовых клеток в Медицинском центре Гарварда.
Но критики говорят, что процесс, определяющий, как и как мы изменим наше генетическое наследство человека, является slapdash, исключающим и испорченным обещанием прибыли для тех, кто может получить выгоду от лечения рака или генетического заболевания - или от исправить для некоторой субъективно нежелательной генетической характеристики.
Подробнее: Гарвард, Массачусетский технологический институт Сделайте инструмент для редактирования генов CRISPR более мощным »
Eureka Moment
Технически, с середины 1970-х годов, с тех пор, как Пол Берг, Ph.D., культурная ДНК человека в бактериях E. coli в его лаборатории в Стэнфорде. Но эти ранние методы были трудоемкими и ненадежными.
РекламаРекламаDoudna (произносится DOWD-na) случайно попала в дебаты по инженерной технике. Эксперт в РНК, она была вызвана, чтобы помочь некоторым коллегам исследовать, как бактерии отбивают вирусы.
Постепенно стало ясно, что бактерии идентифицируют и мишеневые части вирусной ДНК, используя процесс под названием CRISPR-Cas9. Впервые бактерия встречает вирус, он хранит немного своей ДНК. Позже эта ДНК служит «самым разыскиваемым» плакатом. Если бактерия снова попадает в тот же вирус, она нападает на нее, отсекая привычный образ ДНК.
Дудна и ее коллеги быстро поняли, что ученые могут контактировать с бактериальным процессом для редактирования ДНК - будь то вирус, сельскохозяйственный завод или человек.
Реклама«Я думал, ничего себе, если это может работать на животных или растительных клетках, это может быть очень, очень полезным и очень мощным инструментом. Честно говоря, в то время я даже не осознавал, насколько могущественным », - сказал Дудна NPR в интервью в 2014 году. (Она отказалась от запроса Healthline на собеседование, сославшись на свой профессиональный график поездок.)
Сила нового подхода не осталась незамеченной.
РекламаРекламаЭта весна китайские исследователи, которые использовали метод CRISPR-Cas9 для эмбрионов человека, опубликовали свои результаты в американском журнале.
Эмбрионы были нежизнеспособными, и подход не работал так хорошо, как ожидалось, но отчет послал волну тревоги через научное сообщество, показывая, насколько сильным было искушение использовать CRISPR для изменения наследуемой ДНК человека.
В течение нескольких дней после публикации группа из Калифорнийского университета в Сан-Диего (UCSD) объявила об успешном использовании CRISPR на плодовых мухах. Они внесли изменения в гены пары плодовых мух, гарантируя, что черта, которую они вставили, будет передана всем потомкам. Этот вид генной инженерии называется «генный привод». «
РекламаУченые UCSD предположили, что используют подход, чтобы улучшить работу мышей и плодовых мушек для исследований, но последствия были ясными: мы могли бы быстро изменить весь вид, включая нас, используя CRISPR.
Только на прошлой неделе британские ученые запросили лицензию Управления по вопросам оплодотворения и эмбриологии человека в Великобритании на редактирование геномов человеческих эмбрионов, хранящихся в клиниках фертильности. Они планируют использовать жизнеспособные эмбрионы, но обещают не имплантировать их после того, как они были изменены.
РекламаРекламаПодробнее: Новая технология позволяет ученым ориентироваться на ВИЧ, раковые клетки »
Глядя в прошлое, чтобы справиться с футуристическими технологиями
Между тем, Дудна и другие ученые, этики и юристы начали бороться с этическими проблемами CRISPR.
В январе Дудна и небольшая группа лидеров мысли Соединенных Штатов встретились в Напе, Калифорния, чтобы обсудить, что делать с джинном, чтобы они выскользнули из своей бутылки.Там был Пол Берг, который был первым разработчиком генной инженерии с его обнаружением 1975 года рекомбинантной ДНК.
Группа взяла курс на конференции Берг, организованной в 1975 году на конференции Asilomar Conference Grounds, недалеко от Монтерея, Калифорния, чтобы решить, как наука будет продолжена с генной инженерией. Эта встреча широко известна как доказательство того, что ученые могут безопасно справляться с противоречивыми и потенциально разрушительными инструментами.
Весной несколько участников встречи в Напе, включая Дудну, Берга и Дарви из Гарварда, опубликовали позицию, в которой утверждалось, что CRISPR не следует использовать на репродуктивной ДНК или клетках зародышевой линии. Но, по их словам, лабораторные исследования должны продолжаться.
В конце этого года международное научное мозговое доверие сходится в Вашингтоне, Д. К., чтобы составить план возможных пределов для КРИСПР. Усилия продвинулись вперед, отражая неотложность дела.
Но как только саммит только на основе приглашения, организованный Национальными академиями наук, инженерии и медицины, его коллегами из Великобритании и Китая, объединяются, критики утверждают, что он обречен на провал, поскольку он исключает ключевые вопросы и возможность для публичный комментарий.
Национальные академии заявляют, что для представителей общественности будет ограниченное количество мест.
Если CRISPR представляет «приливный сдвиг в смысле того, как мы думаем о себе как о существах», как говорит Дейли, тогда как лучше всего решить такой важный вопрос?
Шейла Джасанов, доктор философии, профессор исследований в области науки и техники Гарвардской школы Кеннеди, считает, что декабрьская встреча уже повторяет некоторые неудачи конференции Асиломар.
Ученые из Асиломара рассмотрели продукты ранней генной инженерии, которые могли бы использоваться для использования в биологических целях, и беспокоились в основном о рисках их выхода из лаборатории.
Они не предвидели того, что оказалось жарким и давним делом по поводу генетически модифицированных (ГМ) организмов, что имело серьезные последствия для фермеров, экологов и агробизнеса, таких как Монсанто.
«Оглядываясь назад, можно увидеть длительные, порой трагические, разногласия по поводу ГМ-культур … как повторное открытие глобальными гражданами всех измерений генной инженерии, которые Асиломар исключил», - писал Джасанов в опровержении возражений против саммит следующего поколения по генной инженерии.
Подробнее: получить факты о геномике и генетике »
Клонирование денег?
Ученые, собравшиеся в Асиломаре, не имели никакого отношения к коммерческим применениям своих исследований. Но с актом Бейха-Доула 1980 года профессора и университеты получили финансовую заинтересованность в том, как их открытия были коммерциализированы.
Их коммерческие интересы могли повлиять на их выбор, чтобы не рассматривать вопрос об использовании КРИСПР в сельскохозяйственных растениях и животных на международной встрече, даже когда дискуссия о них продолжает кипеть.
Doudna участвует в трех из дюжины или около того компаний, которые уже сформировались в надежде коммерциализировать редактирование гена CRISPR.Одна компания, Карибу Био, явно заинтересована в сельскохозяйственных приложениях.
По словам Пит Шанкс, Массачусетс, Центра генетики и общества, сельское хозяйство, вероятно, станет одним из первых прибыльных предприятий для CRISPR, поскольку модификация семян не требует такой высокой точности, как человеческая медицина, «Пока вы получаете одно семя, которое работает, вы в порядке, - сказал Шанкс.
Было бы трудно найти кого-то в мире биотехнологий, у которого нет интереса, потому что у всех участников этого разговора есть то, что похоже на конфликт интересов. Марси Дарновский, Центр генетики и обществаНо финансовые интересы Дудны в ее открытии - скорее правило, чем исключение.
«Было бы трудно найти кого-то в мире биотехнологий, у которого нет интереса, потому что у всех участников этого разговора есть то, что похоже на конфликт интересов», - сказал Марси Дарновский, Ph D., исполнительный директор Центра генетики и общества. Дарновский, который будет присутствовать на Вашингтонской конференции, хочет видеть, что генетическая инженерия ограничена медицинскими процедурами для людей, а не наследственными изменениями, которые войдут в генофонд.
Майкл Каличман руководит Центром этики и общества в UCSD. Он описывает участие Дудны в деловой стороне своей работы просто как часть своей работы в качестве руководителя исследовательской лаборатории в мире после Бай-Доля.
«Ваша задача - попытаться продать его», - сказал он. «Дудна не скрывает в этом своих интересов. «
В комнате ученых, врачей и университетских юристов все мнения окрашены деньгами.
«У нас есть только люди, у которых есть финансовые интересы, которые принимают не только решения, которые будут применяться, но они придумывают вопросы, которые будут заданы», - сказал Дарновский.
Каличман, чья карьера «заключена в квадратные скобки» в законе Бейх-Доула, говорит, что закон привел к более быстрому переходу от чистого исследования к клиническим применениям. Но это также создает предпосылки для предвзятости.
«Вопрос в том,« создает ли система финансовых интересов предвзятость к тому, чтобы видеть определенные вещи? «и ответ кажется да», - сказал он.
Подробнее: ДНК-синтетическая вакцина может защитить от вируса MERS »
Питтинг Сердцести против жесткой науки
В своей редакционной статье о CRISPR -« Разумный путь вперед для модификации геномной инженерии и модификации генитальных генов »- Doudna, Daley, Берг и другие говорят, что исследователи должны изучить, как CRISPR работает на человеческих эмбрионах - пока никто не внедряет модифицированные эмбрионы.
«Они утверждают, что редактирование клеток человеческой зародышевой линии (гамет и ранних эмбрионов) в исследовательских целях должно немедленно продвигаться вперед, пока идет диалог о социальных и этических последствиях использования модифицированных половых клеток для начала беременности», - сказал Дарновский. редакционной.
Дальнейшее исследование, утверждает автор, даст нам больше информации о том, как работают модификации зародышевой линии - или, как в китайском исследовании, нет.
«Они называют это« разумным путем вперед », - сказал Дарновский. «Но было бы легко прочитать его как« Если наше исследование продемонстрирует, что мы можем безопасно и точно модифицировать зародышевую линию, это будет аргументом в пользу создания людей GM. «
Прошло всего около десятилетия с тех пор, как мы впервые прочитали человеческий геном. Мы должны проявлять большую осторожность, прежде чем мы начнем ее переписывать. Эрик Ландер, Broad InstituteДудна описал CRISPR как метод редактирования опечаток, которые мы даем в печатном тексте природы. Ее метафора призвана сделать невероятно сложный процесс понятным для неспециалистов. Но он также замалчивает риски редактирования генов: реальность такова, что книга генетики человека написана на языке, который мы едва понимаем.
«Прошло всего около десятилетия с тех пор, как мы впервые прочитали человеческий геном. Мы должны проявлять большую осторожность, прежде чем мы начнем ее переписывать », - писал Эрик Ландер, доктор философии, руководитель Института Broad, в своем обзоре по CRISPR.
Широкий институт конкурировал с лабораторией Западного побережья Дудны за достижения в CRISPR и занимается судебным процессом над тем, кто владеет патентами.
Ландер согласен с тем, что мы не должны касаться наследуемой ДНК, но он оставляет место для «возможного исключения исправления тяжелых генов моногенной болезни», в тех немногих случаях, когда альтернативы нет. «
Что делать, если исследование Doudna выступает и британские ученые уже просят сделать обещания лечения для разрушительного генетического заболевания, такого как Хантингтон, не в каждом конкретном случае, а путем исключения мутации гена вообще? Общественность, вероятно, потребует доступа к этому лекарству.
Но что, если казалось, что лекарство получило серьезные непредвиденные генетические побочные эффекты, которые не были очевидны до следующего поколения?
«Из блестящего наблюдения на то, что помогает массам, сложно», - сказал Джасанов.
