В чем сложность клонирования и генной инженерии человека?

Вопрос, который вы задаете, является этической проблемой, а не биологической. Эта конкретная статья о природе освещает проблему, о которой я говорю. Короче говоря, дети, страдающие ТКИН, подвергались тому, что в то время называлось новаторским ретровирусным лечением. Идея состоит в том, что вы заменяете дефектный ген настоящим, в случае цитируемого исследования, из 11 пациентов, 9 были вылечены, и у одного из этих детей развилась лейкемия из-за лечения. Это было одно из первых испытаний, и оно показало, как эти методы лечения могут пойти наперекосяк.

Перенесемся в сегодняшний день. В прошлом году вы, возможно, слышали, что нечто, называемое тремя родителями, привлекло много внимания. Это в основном митохондриальное донорство , когда третья сторона предоставляет митохондрии для ЭКО по причинам, по которым родители, выбравшие ЭКО, могут быть не в состоянии пройти успешное ЭКО из-за митохондриальных мутаций. Это ставило и до сих пор ставит серьезный этический вопрос, потому что то, что вы делаете, — это смешивание наследуемой ДНК между линиями, пожалуйста, обратите внимание, что большинство генетиков никогда не переступят эту черту, то есть редактирование генома таким образом, чтобы потомство носило отредактированный геном. Почти всегда модифицированные особи стерильны (я не знаю ни одной нестерильной ГМО-культуры).

Но нельзя сказать, что мы ничего не сделали с точки зрения генной инженерии.

Ученые по той же причине (человеческая жизнь важнее, чем жизнь любого животного) опасаются прямого редактирования генома человека, поэтому теперь у нас также есть нечто, называемое обработкой миРНК , — это всего лишь один пример. А это список препаратов на основе миРНК , которые находились на разных стадиях клинических испытаний в 2013 году. Я знаю несколько, которые с тех пор проходили испытания.

Наконец, это только вершина айсберга, на эту тему можно много говорить, но она сводится к тем же этическим проблемам.

Просто чтобы вы знали, с 2001 года у нас есть много новых инструментов для редактирования генома, таких как TALEN и CRISPR-Cas . Но помните, у них осталась та же проблема, что и у ретровирусов 2001 года, проблема нецелевых объектов.

Что, если ваш инструмент нацелен на регион, на который он не должен ориентироваться?

Разовьется ли заболевание у другого ребенка в результате лечения?

Чтобы избежать такой проблемы, нам нужно гораздо лучше понимать, как работает геном, и, к сожалению, мы все еще недостаточно знаем. Я не могу процитировать здесь это исследование, потому что понятия не имею, где оно опубликовано, но на недавней конференции я услышал доклад одной дамы о том, как работает ретровирусная интеграция. Идея состоит в том, что если ретровирусам не нужны определенные сайты интеграции, они должны интегрироваться в первую же геномную область, с которой они сталкиваются, но это не так. Я не буду вдаваться в подробности. Но я надеюсь, что у вас есть пища для размышлений.

ОБНОВЛЕНИЕ О генной инженерии на этапе преконцепции

Это ссылка на статью в Nature о минимальной ячейке Вентера. Также существует страница искусственного генома дрожжей. Я пытаюсь подчеркнуть, что мы действительно находимся на основных стадиях даже сейчас.

Я расскажу вам о проблеме чудовищного масштаба, с которой мы столкнулись.

2002: Опубликован первый проект генома человека. Все средства массовой информации пестрят историями о том, как мы собираемся раскрыть секрет жизни.

С тех пор метилирование ДНК и модификации гистонов стали рассматриваться как регуляторы функциональности генома.

Мы знали, что ДНК транскрибируется в РНК и транслируется в белок. Некодирующие РНК пришли на помощь и все испортили.

Мы думали, что функциональность ДНК определяется метилированием ДНК и модификациями гистонов. В 2009 году мы увидели первую крупную статью об архитектуре хроматина . Мы поняли, что в геноме есть переключатели, называемые энхансерами, и промоторы, которые регулируют, когда и как долго транскрибируется РНК. Но иногда эти переключатели были так далеко, что мы не знали, как они включают свои гены-мишени.

Проблема может быть резюмирована так: создать искусственную бактерию легче, чем человека. У людей есть несколько уровней регуляции, есть ДНК, где одна часть молчит (гетерохроматин), а другая часть активна (эухроматин), метилирование ДНК и модификации гистонов влияют на экспрессию генов, эти модификации позволяют открыть ДНК так, что гены могут быть экспрессированы. ДНК дополнительно разделена (архитектура), так что переключатели влияют только на близлежащие гены в трехмерном пространстве. Некодирующие РНК действуют как мессенджеры в таких областях, передавая белки в их целевые участки ДНК. Итак, в камере бардак!

Не сказать, что биология козла проще, просто жизнь козла дешевле человеческой. Так что мы бы ничего не почувствовали, «усыпляя» коз ради прогресса человечества.

Для этики есть отдельный Stack Exchange, идите туда, если хотите поспорить об этом.

Первая проблема заключается в том, как мало известно о функциях каждого гена. Чтобы правильно внедрить генные модификации для людей, вы должны знать все взаимодействия исходных генов и их продуктов и иметь точную компьютерную модель, которая предсказывает проблемы и другие эффекты обновленных версий.

Еще одна проблема: повторное использование частей генома. В частности, некоторые гены используются для нескольких целей, а это значит, что вы можете обновить что-то и полностью сломать что-то, что кажется несвязанным. Это похоже на ручное редактирование словаря сжатого файла - изменение 1 бита/основания содержимого сжатого файла изменяет несколько в выводе.

Тогда есть проблема неожиданных правок. Что произойдет, если ваша система редактирования генов пропустит и изменит что-то, чего не должна делать?

Предполагая, что вы когда-нибудь заставите его работать по цене, которую люди (или, по крайней мере, военные) будут платить, вам теперь нужно выяснить, как доставить генные модификации. Инвазивный или неинвазивный? Ретровирус? Биосовместимый чип, производящий ДНК? Обновить фреймворк? Возможность откатить неудачное обновление?

Клонирование еще сложнее, потому что вам нужно воспроизвести надлежащие условия развития, и есть всевозможные «подводные камни», такие как импринтинг.

Короче говоря, людям, возможно, потребуется пройти начальную стадию адаптации, когда эти «ошибки» постепенно удаляются, и добавляется синтетический программируемый орган редактирования и обновления ДНК — в качестве предварительного условия для дальнейшего обновления.

Со всеми этими трудностями вполне возможно, что лучший путь к «Человеку 2.0» — это модернизация с помощью частей машин, обслуживаемых микророботами.