העתק והדבק - צעד אחד לקראת עיצוב אנושי

בשנות ה-30 תיאר אלדוס האקסלי ברומן המפורסם שלו "עולם חדש אמיץ" את מה שנקרא הבחירה הגנטית של עובדים עתידיים - אנשים ספציפיים, המבוססים על מפתח גנטי, יוקצו לבצע פונקציות חברתיות מסוימות.

האקסלי כתב על "השחתה" של ילדים עם תכונות רצויות במראה ובאופי, תוך התחשבות הן בימי ההולדת עצמם והן בהתרגלות לאחר מכן לחיים בחברה אידיאאלית.

"הפיכת אנשים לטובים יותר צפויה להיות התעשייה הגדולה ביותר של המאה ה-XNUMX", הוא צופה. יובל הררי, מחבר הספר "הומו דאוס" שיצא לאחרונה. כפי שמציין היסטוריון ישראלי, האיברים שלנו עדיין פועלים באותה צורה כל 200 XNUMX. לפני שנים רבות. עם זאת, הוא מוסיף שאדם מוצק יכול לעלות לא מעט, מה שיביא את אי השוויון החברתי למימד חדש לגמרי. "לראשונה בהיסטוריה, אי שוויון כלכלי יכול להיות גם אי שוויון ביולוגי", כותב הררי.

חלום ישן של סופרי מדע בדיוני הוא לפתח שיטה ל"טעינה" מהירה וישירה של ידע ומיומנויות למוח. מסתבר ש-DARPA השיקה פרויקט מחקר שמטרתו לעשות בדיוק את זה. תוכנית שנקראת אימון נוירופלסטיות ממוקד (TNT) שואפת להאיץ את תהליך רכישת ידע חדש על ידי המוח באמצעות מניפולציות המנצלות את הפלסטיות הסינפטית. החוקרים מאמינים כי באמצעות גירוי עצבי של הסינפסות ניתן להעביר אותן למנגנון סדיר ומסודר יותר ליצירת הקשרים שהם מהות המדע.

ייצוג מודל של אימון נוירופלסטי ממוקד

CRISPR כ-MS Word

למרות שכרגע זה נראה לנו לא אמין, עדיין יש דיווחים מעולם המדע על כך סוף המוות קרוב. אפילו גידולים. טיפול אימונותרפי, על ידי הצטיידות תאי מערכת החיסון של החולה במולקולות ש"מתואמות" לסרטן, הצליח מאוד. במהלך המחקר, ב-94% (!) מהחולים עם לוקמיה לימפובלסטית חריפה, התסמינים נעלמו. בחולים עם מחלות גידול בדם, אחוז זה הוא 80%.

וזו רק הקדמה, כי מדובר בלהיט אמיתי של החודשים האחרונים. שיטת עריכת גנים CRISPR. זה לבדו הופך את תהליך עריכת הגנים למשהו שיש המשווה לעריכת טקסט ב-MS Word - פעולה יעילה ופשוטה יחסית.

CRISPR מייצג את המונח האנגלי ("הצטברו חזרות קצרות פלינדרום קבועות). השיטה מורכבת בעריכת קוד ה-DNA (גזירת קטעים שבורים, החלפתם בחדשים או הוספת קטעי קוד DNA, כפי שקורה במעבדי תמלילים) על מנת לשחזר תאים שנפגעו מסרטן, ואף להרוס לחלוטין את הסרטן, לחסל. זה מתאים. אומרים ש-CRISPR מחקה את הטבע, בפרט את השיטה בה משתמשים חיידקים כדי להגן על עצמם מפני התקפות של וירוסים. עם זאת, בניגוד ל-GMO, שינוי גנים אינו גורם לגנים ממינים אחרים.

ההיסטוריה של שיטת CRISPR מתחילה ב-1987. קבוצה של חוקרים יפנים גילתה אז כמה שברים לא מאוד אופייניים בגנום החיידקי. הם היו בצורת חמישה רצפים זהים, מופרדים על ידי קטעים שונים לחלוטין. המדענים לא הבינו את זה. המקרה קיבל יותר תשומת לב רק כאשר נמצאו רצפי DNA דומים במינים אחרים של חיידקים. אז בתאים הם היו צריכים לשרת משהו חשוב. ב 2002 רואד יאנסן מאוניברסיטת אוטרכט בהולנד החליטו לקרוא לרצפים הללו CRISPR. הצוות של יאנסן מצא גם שהרצפים הקריפטיים היו מלווים תמיד בגן המקודד לאנזים הנקרא Cas9שיכול לחתוך את גדיל ה-DNA.

לאחר כמה שנים, מדענים הבינו מה תפקידם של הרצפים הללו. כאשר נגיף תוקף חיידק, האנזים Cas9 תופס את ה-DNA שלו, חותך אותו ודוחס אותו בין רצפי CRISPR זהים בגנום החיידק. תבנית זו תהיה שימושית כאשר החיידקים יותקפו שוב על ידי אותו סוג של וירוס. ואז החיידקים יזהו אותו מיד וישמידו אותו. לאחר שנים של מחקר, מדענים הגיעו למסקנה שניתן להשתמש ב-CRISPR, בשילוב עם האנזים Cas9, כדי לתפעל את ה-DNA במעבדה. קבוצות מחקר ג'ניפר דאודנה מאוניברסיטת ברקלי בארצות הברית ו עמנואל שרפנטייה מאוניברסיטת Umeå בשבדיה הודיעה בשנת 2012 כי מערכת החיידקים, כאשר היא משתנה, מאפשרת עריכת כל קטע DNA: אתה יכול לחתוך ממנו גנים, להכניס גנים חדשים, להפעיל או לכבות אותם.

השיטה עצמה, הנקראת קריספר-Cas9, הוא פועל על ידי זיהוי DNA זר באמצעות mRNA, האחראי על נשיאת מידע גנטי. רצף ה-CRISPR כולו מפוצל לאחר מכן למקטעים קצרים יותר (crRNA) המכילים את קטע ה-DNA הנגיפי ואת רצף ה-CRISPR. בהתבסס על מידע זה הכלול ברצף CRISPR נוצר tracrRNA, הנצמד ל-crRNA שנוצר יחד עם gRNA, שהוא תיעוד ספציפי של הנגיף, חתימתו נזכרת על ידי התא ומשמשת במאבק נגד הנגיף.

במקרה של זיהום, ה-gRNA, שהוא דגם של הנגיף התוקף, נקשר לאנזים Cas9 וחותך את התוקף לחתיכות, מה שהופך אותם ללא מזיקים לחלוטין. החלקים החתוכים מתווספים לאחר מכן לרצף CRISPR, מסד נתונים מיוחד של איומים. במהלך המשך הפיתוח של הטכניקה, התברר שאדם יכול ליצור gRNA, המאפשר לך להפריע לגנים, להחליף אותם או לחתוך שברים מסוכנים.

בשנה שעברה, אונקולוגים מאוניברסיטת סצ'ואן בצ'נגדו החלו לבדוק טכניקת עריכת גנים בשיטת CRISPR-Cas9. זו הייתה הפעם הראשונה ששיטה מהפכנית זו נוסתה על אדם חולה סרטן. חולה שסבל מסרטן ריאות אגרסיבי קיבל תאים המכילים גנים שעברו שינוי כדי לעזור לו להילחם במחלה. הם לקחו ממנו תאים, חתכו אותם לגן שיחליש את פעולת התאים שלו נגד סרטן, והחדירו אותם בחזרה לחולה. תאים מתוקנים כאלה צריכים להתמודד טוב יותר עם סרטן.

לטכניקה זו, בנוסף להיותה זולה ופשוטה, יש יתרון גדול נוסף: ניתן לבדוק תאים שעברו שינוי ביסודיות לפני ההחדרה מחדש. הם משתנים מחוץ למטופל. לוקחים ממנו דם, מבצעים מניפולציות מתאימות, בוחרים את התאים המתאימים ורק אז מזריקים. הבטיחות הרבה יותר גבוהה מאשר אם נזין תאים כאלה ישירות ונמתין לראות מה יקרה.

כלומר ילד מתוכנת גנטית

ממה נוכל לשנות הנדסה גנטית? מסתבר הרבה. ישנם דיווחים על שימוש בטכניקה זו כדי לשנות את ה-DNA של צמחים, דבורים, חזירים, כלבים ואפילו עוברים אנושיים. יש לנו מידע על גידולים שיכולים להתגונן מפני פטריות תוקפות, על ירקות בעלי טריות לאורך זמן או על חיות משק חסינות מפני וירוסים מסוכנים. CRISPR גם אפשרה עבודה לשינוי יתושים שמפיצים מלריה. בעזרת CRISPR ניתן היה להחדיר ל-DNA של חרקים אלו גן עמידות לחיידקים. ובאופן שכל צאצאיהם יורשים אותו - ללא יוצא מן הכלל.

עם זאת, הקלות בשינוי קודי DNA מעלה דילמות אתיות רבות. אמנם אין ספק שניתן להשתמש בשיטה זו לטיפול בחולי סרטן, אך היא שונה במקצת כאשר אנו שוקלים להשתמש בה לטיפול בהשמנה או אפילו בבעיות שיער בלונדיני. איפה לשים את גבול ההתערבות בגנים האנושיים? שינוי הגן של החולה עשוי להיות מקובל, אך שינוי הגנים בעוברים יעבור אוטומטית גם לדור הבא, שיוכל לשמש לטובה, אך גם לרעת האנושות.

בשנת 2014, חוקר אמריקאי הודיע ​​שהוא שינה וירוסים כדי להזריק אלמנטים של CRISPR לעכברים. שם הופעל הדנ"א שנוצר, וגרם למוטציה שגרמה למקבילה האנושית לסרטן הריאות... באופן דומה, תיאורטית ניתן יהיה ליצור DNA ביולוגי שגורם לסרטן בבני אדם. בשנת 2015, חוקרים סינים דיווחו שהם השתמשו ב-CRISPR כדי לשנות גנים בעוברים אנושיים שהמוטציות שלהם מובילות למחלה תורשתית בשם תלסמיה. הטיפול היה שנוי במחלוקת. שני כתבי העת המדעיים החשובים בעולם, Nature and Science, סירבו לפרסם את עבודתם של הסינים. סוף סוף זה הופיע במגזין Protein & Cell. אגב, יש מידע שלפחות ארבע קבוצות מחקר נוספות בסין עובדות גם הן על שינוי גנטי של עוברי אדם. התוצאות הראשונות של מחקרים אלו כבר ידועות - מדענים הכניסו ל-DNA של העובר גן שנותן חסינות לזיהום ב-HIV.

מומחים רבים מאמינים כי לידת ילד עם גנים שעברו שינויים מלאכותיים היא רק עניין של זמן.