Генетично модифікована людина: як те, що раніше здавалося фантастикою, стає реальністю

У нашому тексті ви дізнаєтеся про втручання у геном на стадії ембріону і про те, що з цього може вийти.

Фото УНІАН
Фото УНІАН

Хочете народити дитину, яка точно стане успішним спортсменом? Ось вам набір генів, що зробить його потенційним чемпіоном зі стрибків у довжину. Мрієте про майбутнього Моцарта? Не проблема – ось вам “музичний” набір генів. Що ж, світ розділився на чітко спланованих та придатних для успіху людей і тих, хто народжений без спеціального планування.

Утім не лякайтеся, що проспали якісь революційні зміни на планеті. Поки що описане – лише сюжет фільму “Гаттака”, знятого режисером Ендрю Ніколом у 1997 році. Але хотіла би я поспілкуватись із Ендрю тепер, після того, як у Китаї народилися перші ГМО-двійнята: Лулу і Нана. Про їх появу на світ повідомив професор Цзянькуй Хе з Південного університету науки та технологій. Чи думав Ендрю, що такий фантастичний сценарій ми цілком серйозно будемо обговорювати вже за 22 роки після виходу фільму?

Як відомо, близнючки народились із відредагованим, тобто штучно зміненим, геномом за допомогою технології CRISPR-Cas9. Цю систему ще називають “молекулярний скальпель” або ж “молекулярні ножиці”.

То що ж це таке: CRISPR-Cas9?

Це – один білок, який здатен зв’язуватись із ДНК та різати обидві її нитки (так, хто забув шкільний курс біології, ДНК – це дволанцюгова спіраль). Цей білок також зв’язується із короткими РНК, які визначають, де саме буде пошматовано ДНК.

Таку просту та ефективну систему “придумали” бактерії для того, щоб захищатися від атак вірусів – бактеріофагів. Коли вірус нападає на бактерію і впорскує їй свою ДНК, то саме цей білок разом із РНК шматує вірусну ДНК та нейтралізує агресію. Потім бактерія мовби колекціонує такі шматки у спеціальні місця свого геному і передає як генетичну пам’ять усім своїм нащадкам. Це – така собі імунна система.

Ці генетичні конструкції виявили випадково, вивчаючи кишкову паличку ще наприкінці 1980-х. Вчені їх описали та на якийсь час забули, і лише у 2006 – 2007 роках біологічний сенс цієї системи став зрозумілим і ми сповна дізналися, як саме бактерії рятуються від своїх ворогів.

Цю систему ще називають “молекулярний скальпель” або ж “молекулярні ножиці”.

Ок, це бактерії. А до чого тут люди? – чую я ваше справедливе зауваження. Річ у тім, що після розкриття механізму роботи CRISPR-Cas9 вчені збагнули: створену природою систему можна використовувати і для потреб людини. Науковці виявили, що РНК, про які я згадувала, можна спростити та синтезувати штучно. Згодом було досліджено, що білок Cas9 добре працює і шматує ДНК там, де ми вкажемо штучно синтезованими РНК.

Що відбувається із клітиною, коли CRISPR-Cas9 поріже її ДНК? Існує два сценарії. Перший: щоб вижити, клітина починає швидко латати чим знайде розриви ДНК, які зробив CRISPR-Cas9. І тоді можуть статися помилки або мутації. Вони здатні навіть спричиняти "мовчання" гену (це ще називають його нокаутом). Другий сценарій: ми можемо дати клітині якусь матрицю – штучно синтезовану послідовність ДНК, що кодує потрібну нам інформацію. І клітина вбудує її, ремонтуючи розриви ДНК. В такому разі ми можемо або цілеспрямовано змінити ген так, як нам треба, або виправити мутацію, яка була у цьому гені, додавши ДНК із правильним фрагментом інформації.

Тож, наразі ми маємо систему, яка дає нам змогу або вимкнути ген, який нас цікавить, або відремонтувати мутований ген. Але щоб ви не думали, що все так просто – система CRISPR-Cas9 має й недоліки. Іноді вона ріже ДНК не лише там, де потрібно, а й у ще кількох місцях, про які ми, іноді, і не підозрюємо.

Тепер повернімось до Нани і Лулу. Отож за допомогою технології штучного запліднення професор Хе та його команда на рівні заплідненої яйцеклітини, застосувавши CRISPR-Cas9, внесли мутацію в ген CCR5. Кожна клітинка організму цих дівчат містить мутований ген, і цю мутацію вони будуть передавати у спадок своїм дітям та онукам.

Згаданий ген кодує білок, що присутній на поверхні білих клітин крові і він важливий для імунної системи людини. Саме цей білок є своєрідними "воротами" для вірусу імунодефіциту людини першого типу (ВІЛ-1). Коли цей ген зламаний, немає його продукту – білка на поверхні лейкоцитів і немає шляху для вірусу.

Ми маємо систему, яка дає нам змогу або вимкнути ген, який нас цікавить, або відремонтувати мутований ген.

Батьки Нани і Лулу: здорова мама і ВІЛ-позитивний тато. За словами професора Хе, дівчатка народилися абсолютно здоровими. Вчений каже, що його метою було дати їм захист від ВІЛ, і він в жодному разі не намагався створити "покращених" або ж "дизайнерських" дітей. Утім гострої критики на свою адресу він не уникнув. І навіть більше: його лабораторія та біотехнологічна компанія у Китаї зараз закриті, а сам вчений перебуває під слідством.

Щоб зрозуміти, чому прорив науковця Хе є неоднозначним, спершу треба розібратись детальніше, що таке CCR5 та якою є його роль в організмі.

Білок CCR5 взаємодіє з білками, які називаються β-хемокінами. Це необхідно для формування імунної відповіді організму проти флававірусів, що переносяться кліщами, вірусів, які викликають лихоманку денге та жовту лихоманку, а також вірусу Західного Нілу. Відомо, що люди з мутацією гена CCR5 важче переносять кліщовий енцефаліт, а також вакцинацію проти жовтої лихоманки.

Дослідження на мишах показали, що цей білок у легенях контролює залучення спеціальних клітин пам’яті імунної системи (CD8 + Т-клітин) на ранніх стадіях грипу. Вчені з’ясували, що люди з мутованим геном CCR5 у чотири рази частіше гинуть від грипу. А також, як виявилось, хворі на розсіяний склероз вмирають частіше, якщо є носіями цієї мутації.

Тож отримавши генетичний імунітет від ВІЛ-1, дівчата здобули також високі ризики не подолати вірусу грипу, кліщового енцефаліту, жовтої лихоманки та лихоманки Денге.

Утім також виявилось, що цей ген активно експресується у нейронах після інсульту та черепно-мозкових травм і його вимкнення або блокування прискорює відновлення моторних та когнітивних функцій хворого.

Разом з тим, як доведено у новому дослідженні, мутація гена CCR5 може впливати і на тривалість життя, скорочуючи його до 76 років. Утім те, що сьогодні наука з’ясувала про ССR5 – ще точно не вся можлива інформація про цей ген.

Так, незважаючи на колосальний прогрес у генетиці, нині ми таки не знаємо досконало всіх можливих функцій кожного гену нашого організму. І вносити зміни у геном на рівні ембріону безвідповідально, бо в прагненні зробити добро, ми можемо створити додаткові проблеми.

Генетично ми усі дуже подібні і дуже різноманітні водночас. Кожен з генів нашого геному має багато варіантів і саме через це ми такі, які є: високі, руді, чорняві, з швидким метаболізмом чи з різною здатністю до закислення м’язів. Біолог сказав би – наш вид дуже пластичний, що і забезпечує нам еволюційний успіх та виживання. З іншого боку: вже сьогодні відомо багато варіацій генів, які роблять свого носія кращим атлетом чи більш схильним, скажімо, до створення музики. Звісно, існує величезна спокуса все це застосувати і хакнути геном. Але чи варто?

Я свідомо не торкаюсь релігійного аспекту таких дій, це окрема розмова і окрема дискусія. Але з точки зору науки, я певна – такі модифікації не є доцільними, якщо мова не про лікування генетичних хвороб, що дасть шанс на нормальне і якісне життя індивіду. Адже ціна невдалих чи завчасних експериментів може бути вкрай високою.

Дізнайтеся також, чому засмага чіпляється не всіх, як через сонце старіє шкіра і до чого тут помідори.

Судові історії

Після нападу на чоловіка до нього звернулися родичі одного зі злочинців і стали вмовляти говорити неправду.

15.11
Подробиці
Фото depositphotos.com

Мер назвав цю подію "раною, яка залишає незмивні сліди" і звинуватив у ній зміни клімату. Громада ж міста каже, що винна у всьому влада.

14.11
Cтиль життя
Фото pixabay.com

Завдяки особливій побудові птахів під час польоту зграя збільшує швидкість на 71% порівняно зі швидкістю, яку може розвинути кожен птах окремо!

14.11
Подробиці
Фото УНІАН

Законопроект у другому читанні традиційно не підтримала більшість фракцій. Огляд голосування та короткий аналіз розподілу державних коштів.

14.11
Здоров'я
Фото depositphotos.com

Гарячка у перші дні застуди чи грипу - саме через них. І саме вони дають час імунній системі активізуватися та виробити власні клітини для прицільного знищення вірусу.

14.11
Подробиці

Який план Російської церкви не буде втілено через визнання ПЦУ Олександрійським патріархом? Яка Церква може визнати ПЦУ наступною? І що таке "кенонія", згідно з якою і Кіпрська Церква де-факто теж визнає ПЦУ?

14.11
Подробиці

Очільниця Львівської прокуратури підтримала ідею газети “Експрес” і відтепер приміщення на проспекті Шевченка, 17-19 буде доступним для львів'ян та гостей міста.

14.11
Пригоди

Шахраї називають себе операторами мобільного зв'язку, аби випитати необхідну для втілення схеми інформацію.

14.11
Здоров'я
Фото pixabay.com

За калорійністю пів склянки насіння можна порівняти з плиткою шоколаду, а склянку - з батоном або порцією шашлику зі свинини, кажуть дієтологи.

13.11
Подробиці
Фото ілюстративне зі сторінки ООС у Facebook

Скільки людей мешкає у цих населених пунктах, чим займаються і на які зміни очікують від розведення військ.

13.11
Подробиці
Фото УНІАН

Огляд тез документа 2178-10, за який із існуючих фракцій у Раді голосували лише "слуги народу".

13.11
Судові історії

На суді обвинувачений розповів, що після завершення стосунків з дружиною життя для нього скінчилося: не міг ні їсти, ні спати. І був переконаний, що жінка зрадила його.

13.11
Подробиці
Фото pixabay.com

Як коментують ситуацію прем'єр-міністри обох країн та яку позицію обрав ХАМАС

13.11
Cпорт
Фото з сайту Національної федерації бодібілдингу України

Спортсменка тренується п'ять-шість разів на тиждень. А за одне заняття підіймає кілька тонн!

13.11
Здоров'я

105-річна Ганна Микитин досі сама куховарить, пере та рубає дерев'яні скіпки для печі.

12.11
Cпорт
Фото зі сторінки СКУ у facebook

Роман Головатюк став найкращим кікбоксером світу у надважкій вазі. Його історія успіху надихає!

12.11
Подробиці
Фото УНІАН

Що каже про справу "Тополі" посол України у Польщі Дещиця, омбудсменка Денісова і як коментує ситуацію сам військовослужбовець.

11.11
Здоров'я

“Нещодавно я став всеукраїнським чемпіоном з метання диска та ядра", - каже він.

11.11
Подробиці
Підозрюваний в організації вбивства Дениса Вороненкова Олександр Лось

У поліції розповіли подробиці інциденту на полюванні, а правозахисник Владислав Добош зазначив, що це вбивство - "досить дивна ситуація".

11.11
Пригоди

Як виявилось, смерть 53-річної жінки настала від ураження струмом. А її донька була задушена.

11.11
Подробиці

Юристи кажуть, що в законодавстві України не існує терміну “колектор”, це юридично неврегульоване поняття, що межує з напіврекетом, напіввимагачами, телефонними хуліганами.

11.11
Cтиль життя
Фото pixabay.com

Астрономи, добре роздивившись один із астероїдів, запропонували назвати його найменшою планетою в Сонячній системі.

10.11
Cтиль життя

Тепер козуля живе у багатодітної родини. І повертатись до лісу, схоже, не хоче.

10.11
Cтиль життя
64-річна Ірина Соколова (у червоному) каже, що почувається на сцені Попелюшкою.

”Чоловік був зачарований, коли побачив мене під час першого виступу. Він мене ніколи так не кохав, як зараз”.

09.11
Cпорт
Фото з сайту Бахмацької районної ради

Захоплива розмова з дужим спортсменом та вправним господарем Сергієм Семеренком.

09.11
Cпорт
Фото зі сторінки Еліни Світоліної у facebook

Цікава деталь: незважаючи на те, що тенісистка не виграла жодного титулу, вона зуміла заробити 6 мільйонів 126 тисяч доларів.

08.11
Cтиль життя
Фото з архіву героїні

Наталя Похмурська-Гудим розповідає про атмосферу змагань, конкуренток із Росії та секрети краси.

08.11
Подробиці
Фото pixabay.com

Взяти участь в акції "Чарівні гривеньки" може кожен охочий. Правила - дуже прості.

07.11
Cтиль життя
Фото Надії Федечко

П'ять років тому тут вирували бої, гинули люди, місто пульсувало від жахів війни. Нині на вулицях Маріуполя спокій. Але сказати, що і сліду від тих страшних часів тут не залишилось, звісно, неможливо.

07.11
Політика

Першою особою, щодо якої оголосили вирок у ВАКС стала суддя Надія Посунся, яку оштрафували на 51 тисячу гривень. На черзі - справи, до яких особливо прикута увага громадськості.

07.11
показати більше