.:: Neviditelný čert ::.

Genetická revoluce

rubrika: Populárně naučný koutek

Jaroslav Petr je český biolog, bioetik a popularizátor vědy. Kromě populárně naučných knih v minulosti publikoval i řadu vědeckofantastických povídek. Před pár dny byl hostem Mindstalk podcastu, němž hovořil o genetické revoluci. Video trvá 45 minut. Pokud jste členem komunity Mindstalk+ nebo se jím stanete, můžete ho vidět celé v délce (1 hod 4 min). Jaroslav Petr hovoří o genetické revoluci, a jakým nebezpečným nástrojem by se mohla genetická modifikace stát. Genetická revoluce začala v roce 2012 s použitím metody CRISPR.

Lucifer

Editace genu CRISPR je technika genetického inženýrství v molekulární biologii, kterou lze modifikovat genomy živých organismů. Jennifer Doudna a Emmanuelle Charpentier (nezávisle na sobě) zkoumaly s CRISPRem-asociované proteiny, ve snaze lépe porozumět mechanismu využití DNA spacerů v imunitní obraně bakterií. Obě vědkyně se zaměřily na CRISPR systém, který využívá bílkovinu Cas9. Zjistily, že bakterie reagují na napadení fágem přepisem příslušného DNA spaceru a přilehlých palindromických sekvencí do dlouhé molekuly RNA. Buňka pak použije tracrRNA (trans-activating crRNA) a protein Cas9 k rozstříhání této dlouhé RNA molekuly na kratší kousky zvané crRNA (CRISPR RNA).

V roce 2012, Doudna a Charpentier (nyní již ve společné) zkombinovaly tracrRNA a crRNA do jediné hybridní „guide“ RNA molekuly (gRNA), která je v komplexu s Cas9 schopna přesně zacílit a rozstřihnout libovolnou sekvenci v DNA. Navrhly využití takto uměle sestavené naváděcí RNA jako prostředku využitelného k editaci genů. V roce 2020 obdržely autorky této metody Jennifer Doudnaová a Emmanuelle Charpentierová Nobelovu cenu za chemii.

Technologie CRISPR interference má enormní potenciál k uplatnění, včetně pozměňování lidské zárodečné linie, zvířat (i dalších organismů) nebo modifikace genů potravinářských plodin. Doručením proteinu Cas9 a příslušné naváděcí RNA do buňky lze genom cílového organismu rozstřihnout v jakémkoli požadovaném místě. CRISPRy ve spojení se specifickými endonukleázami, určenými k editování genomu či cílené regulaci genů, již byly otestovány v rozličných organismech. Z etického hlediska se jeví jako znepokojivá zejména možnost editace lidské zárodečné linie.

Nukleáza Cas9, která pracuje jako genetické nůžky, otevírá oba řetězce cílové sekvence DNA a zavádí modifikaci jedním ze dvou způsobů. Knock-in mutace, usnadněné prostřednictvím homologie řízené opravy (HDR), je tradiční cestou cílených genomických editačních přístupů. To umožňuje zavedení cíleného poškození a opravy DNA. HDR využívá použití podobných sekvencí DNA k řízení opravy zlomů začleněním exogenní DNA, aby fungovala jako templát opravy.

Tato metoda se spoléhá na periodický a izolovaný výskyt poškození DNA v cílovém místě, aby mohla být zahájena oprava. Knock-out mutace způsobené CRISPR-Cas9 mají za následek opravu dvojvláknového zlomu pomocí nehomologního spojení konců (NHEJ). NHEJ může často vést k náhodným delecím nebo inzercím v místě opravy, což může narušit nebo změnit funkčnost genu. Proto genomové inženýrství CRISPR-Cas9 dává vědcům možnost vytvářet cílené náhodné změny v genu. Z tohoto důvodu je přesnost úpravy genomu velkým problémem. Genomická editace vede k nevratným změnám genomu.

Techniky úpravy genomu CRISPR-Cas9 mají mnoho potenciálních aplikací, včetně medicíny a zemědělství. Využití komplexu CRISPR-Cas9-gRNA pro editaci genomu bylo pro průlom roku v roce 2015 volbou AAAS. Mnoho bioetických otázek je spojeno s možností použití CRISPR pro úpravu zárodečných linií, zejména u lidských embryí. Dnes jsou už prasata, která mají dědičnou informaci upravenou tak, abyste mohli vzít jejich srdce, ledviny, játra, plíce a voperovat je člověku.

Teď je otázka, co s tím provedeme, k čemu to použijeme či zneužijeme, jestli začneme vylepšovat člověka. Už dnes máme něco jako genové terapie. Když má někdo dědičnou chorobu, tak jsme schopni mu v jeho buňkách vyměnit poškozený gen za zdravý gen a ten člověk se uzdraví. Dají se tak léčit i některé rakoviny. Tohle vylepšení je něco jako oprava nemocného organismu. Je však možné i jinak vylepšovat člověka. Na začátku je zdravý a na konci má nějakou novou vlastnost, kterou mu příroda nedala do vínku. Spousta lidí je už dnes takto vylepšena například očkováním proti tetanu. Tohle vylepšení je ještě normální. A co tahle začít lidi vylepšovat způsobem, který není nutný k podpoře imunitního systému v zájmu ochrany před nebezpečnými viry či bakteriemi.

Existuje lék na Alzheimerovu chorobu, který takto postižené lidi sice zcela neuzdraví, ale nástup jejich demence. Někoho napadlo, co kdy to brali lidé, kteří nemají Alzheimerovu chorobu. Nezvedlo by jim to duševní výkon? Tahle myšlenka se začala testovat na pilotech a výsledek byl pozitivní. Takže jsme schopni zvýšit výkon mozku. 40 % studentů na univerzitách ve Spojených státech bere prášky, které jsou určené lidem s poruchou pozornosti. Vylepšujeme si imunitní systém, vylepšujeme si mozky, proč bychom si nevylepšili dědičnou informaci. Nebo je to ta 13. komnata, do které nemáme vstoupit?

Může nastat situace, kdy se lidi rozdělí na vylepšené a nevylepšené. Vylepšení budou tvořit finančně dobře zabezpečenou menšinu, takže si budou moci dovolit genetické modifikace a zajistí, aby se obě skupiny nemohly rozmnožovat. Případný sex mezi vylepšenými a nevylepšenými byl díky genetické úpravě spermií a vajíček neplodný. Nevylepšení budou tvořit většinu, povětšinou z finančních důvodů, ale též z důvodů náboženských či etických. Druhý scénář je, že se vzájemně rozmnožovat budou. Vylepšení zabezpečí, aby každou svoji vlohu udělali tak, že když se potká v dítěti s neupravenou vlohou, přepíše ji. Postupně bude lidstvo vylepšené celé.

Zatím se povolují jenom genové terapie, žádné genové vylepšení. Částečnou výjimkou je Čína, kde je genetické vylepšování a úpravy lidského genomu oblastí s velmi rychlým vědeckým pokrokem, ale také podléhají přísné (byť někdy kontroverzní) regulaci a etickým debatám. Když čínský vědec na konci roku 2018 poprvé přivedl na svět dvě geneticky upravené děti, kromě odolnosti na virus HIV jim zřejmě také uměle zvýšil inteligenci, naznačuje nový výzkum.

Okamžitě po tomto experimentu se mezi ostatními genetiky zvedl výrazný odpor – pokládají ho za neetický, nezodpovědný a vědecky nesmyslný. Hlavní autor Che Ťien-kchuej, který provedl pokus za značně podezřelých okolností v čínské laboratoři, byl ze zaměstnání vyhozen, spolupráci s ním ukončila i většina institucí.

Zdroje: