Человек генномодифицированный. Генно-модифицированные люди – миф или реальность? Генетически модифицированный человек
Еще раз: модифицировали гены репродуктивных клеток человека и выращивают из них эмбрионы.
В то время когда я пишу этот текст, детали работы неизвестны, поэтому нельзя сказать, насколько далеко зашел эксперимент. Трансплантирован ли эмбрион матери и скоро появится первый генетически модифицированный человек? Остановлено ли его развитие в пробирке? Какие гены отредактированы?
Ответ на первый вопрос: почти гарантированно «нет», но цель экспериментов именно такова, чтобы в ближайшем будущем - не через десятилетия, а через годы - генетические модификации людей стали реальностью.
Пока известно, что эксперименты провели китайские ученые, но не стоит думать, что это единичный акт или газетная утка. По той же тематике работает множество лабораторий и групп. В марте в журнале Массачусетского технологического института опубликовано расследование Антонио Регаладо под заголовком «Конструирование идеального малыша». (Для справки: MIT - один из самых престижных научных институтов, только нобелевских лауреатов оттуда вышло 63 человека, многократно больше, чем, например, из России.) Автор подробно рассказывает о масштабных работах по исправлению и улучшению геномов животных и человека: Бостон, Гарвард, Кембридж, Массачусетс, Великобритания, Китай… Лучшие лаборатории, частные компании с огромными бюджетами…
Молекулярная биология долго шла к этому. Десятки лет совершенствовали методики, десятки лет студентам рассказывали о генетической терапии. Казалось, что это дело будущего: говорим давно, а терапии всё нет. Но в 2012 году появляется технология CRISPR - запомните эту аббревиатуру, возможно, вам доведется на практике воспользоваться ею.
Технология проста как топор, дешева, применить ее может любой студент с навыками лабораторной работы. Это молекулярная система бактериального происхождения, которая распознает заданный участок ДНК и редактирует его: можно вырезать ненужные нуклеотиды, вставить нужные, активировать или подавить работу конкретного гена. В первые же восемь месяцев эти возможности были продемонстрированы на множестве объектов, в том числе на клетках человека. Не минуло и трех лет, как в дело пошли эмбрионы. Понятно почему: инструмента такой избирательности и эффективности у молекулярных биологов до сих пор не было.
Первые мишени - генетические заболевания. Берем у женщины яйцеклетку, исправляем ген в лаборатории, проводим искусственное оплодотворение, подсаживаем эмбрион матери. Рождается здоровый ребенок, и все последующие поколения избавлены от наследственных недугов. Справедливо будет сказать, что точно ассоциированных с какими-то генами заболеваний немного, зато очень много генов предрасположенности к болезням. Кто откажется их исправить?
Пока технология находится в зародыше, потому что есть проблемы. Но учитывая взрывное развитие методов работы со стволовыми клетками, можно предположить, то эти проблемы будут решены в течение нескольких лет. Дальше - со всей очевидностью - больше: заказы на улучшение способностей (кто не захочет, чтобы ребенок был здоровым, сильным, красивым и умным?), а чуть позже и новые необычные черты вплоть до крылышек за спиной. Ангелочка заказывали? Позитивная евгеника в лучшем виде.
Но вдруг через несколько дней после публикации Антонио Регаладо в Nature появляется статья нескольких ведущих специалистов в этой области с призывом прекратить на неопределенное время работы с репродуктивными клетками человека. Логика простая: во-первых, технология недоработана даже на животных, во-вторых, мы не знаем последствий. Что будет через десять лет с «отредактированным» человеком? А с его потомством? Когда-нибудь в обозримом будущем мы в этом разберемся. А вот в чем не разберемся, пожалуй, никогда - в эволюционных последствиях генетической революции. Что произойдет с родом человеческим?
В январе один из авторов метода CRISPR Дженнифер Дудна собрала в Калифорнии два десятка специалистов, обеспокоенных темпами работ. На встречу приехал восьмидесятивосьмилетний Пол Берг, нобелевский лауреат, который организовывал историческую Асиломарскую конференцию 1975 года. Тогда ученые выработали единые стандарты для генной инженерии. Получится ли сейчас?
Будущее, как всегда, пришло не вовремя, и, как всегда, мы к нему не готовы.
Создание генно-модифицированного человека остановит старение или превратит нас в чудовищ? Учёные всего мира уверены: остановить старение человеческого организма и возвратить ему молодость – реально. Просто нужно изменить генетический код и стать генно-модифицированным существом.
Американские специалисты в области генетики впервые в истории провели уникальный эксперимент по внедрению новых генов в организм 44-летней женщины, добровольно принявшей участие в исследовании. Авторы эксперимента считают, что старение у испытуемой остановится и запустится новый процесс – омоложение. По их плану, новые гены будут проникать в ядра всех клеток организма и включит необратимый процесс омоложения. Специалисты хотят добиться эффекта «вечной молодости», отключив программу человеческого организма по старению его ДНК.
Однако есть и противники таких технологий, ведь человек вмешивается в структуру генетического кода, пытаясь повернуть биологические часы вспять. По их мнению – такое вмешательство в «дела Бога» приведёт к гибели всего человечества. Но авторы эксперимента уверены: совсем скоро все молодые люди, чтобы не стареть, будут использовать данный метод, вводя чужеродные гены по принципу прививки. Происходить такая процедура будет один раз в жизни.
Другие американские учёные пошли ещё дальше. Было объявлено, что они могут создать человека — мутанта, которому введут 11 генов от насекомых и животных. Так, они уверены, что для полётов в космос астронавтам нужно подсаживать ген от бактерий. В таком случае они смогут выдержать высокую радиацию, которая больше обычной в 7-10 раз. Однако никто не говорит, чем всё это закончится и можно ли надеяться на успех?
Есть ли шанс остановить биологические часы и повернуть их вспять?
Некоторые противники подобных экспериментов с геномом человека уверены, что время невозможно вернуть или остановить. Его можно только замедлить, но без таких опытов. Развитие медицины, появление стимуляторов и эффективных лекарств – всё это способствует большей продолжительности жизни. Например, в Израиле, Германии, США и Франции продолжительность жизни, начиная с начала XIX века, увеличилась на 40-45 лет. Вмешиваться в геном человека не даст нашей цивилизации ничего, кроме новых болезней и мутаций. По сути, учёные хотят «родить» нового Франкенштейна.
Большинство людей на планете выступают против генно-модифицированных продуктов, и им тут же подсовывают генно-модифицированного человека. Как он будет чувствовать себя среди нас и сможет ли ужиться с жестоким обществом? А вдруг мы станем для него обузой?
Опыты по замене генома человека пока запрещены. Однако полным ходом ставятся эксперименты на животных. Так, китайские учёные сообщили миру, что смогли создать особых свиней, введя им несколько генов человека. Такие опыты помогут в будущем пересаживать внутренние органы от свиньи к человеку. При этом никакого отторжения не будет. Не нужно будет пить всю жизнь лекарства, чтобы поддерживать пересаженный орган. А совсем недавно мир узнал, что в США взрослому населению прививают генные вакцины, которые могут предотвращать глаукому и заболевания сердечно-сосудистой системы.
Многие генетики уверены, что создать человека, который сможет жить вечно – вполне возможно. При этом он не будет болеть и легко приспособится к любым условиям на планете. Можно сделать человека-амфибию или научить его летать, ведь большая часть животных генов идентичны человеческим.
Хотя сегодня есть все предпосылки создать транс-генного человека, всё это только теории. Сейчас специалистам не под силу управлять процессами встраивания генов от насекомых и животных в человеческий геном. Предсказать последствия и побочные эффекты – невозможно. Основным фактором остаётся этический вопрос. Кем будут считать человека, которому пересажен ген свиньи или медузы?
Противоречия на сегодняшний день не разрешимы, но пройдёт время, и мы увидим, какие они – генно-модифицированные люди.
© Фото из личного архива Александра Лаврина
Вернуть ушедшую молодость и остановить старение вполне реально: для этого необходимо изменить свой генетический код и стать генетически модифицированным человеком. К такому выводу пришли ученые в США, которые замахнулись на эксперимент, состоявшийся впервые в истории человечества. А в качестве первого шага ввели генетический материал в вену добровольной участнице этого исследования, 44-летней американке Элизабет Пэрриш - биотехнологу по профессии и руководителю научно-медицинской компании.
По замыслу экспериментаторов, новый геном должен проникнуть внутрь ядра каждой клетки и запустить там необратимые процессы, которые останавливают старение и омолаживают организм. Таким образом авторы исследования хотят, насколько возможно, добиться эффекта «вечной молодости» и отключить программу старения у ДНК. «Это попытка повернуть вспять биологические часы, вмешавшись в структуру генома человека» - уверяют ученые, которые надеются, что в будущем их метод станут использовать все молодые люди - по принципу прививки, которую делают один раз в жизни.
Тем временем несколько лет назад другие американские ученые объявили, что готовы создать генномодифицированного человека-мутанта, состоящего из генов 11 животных и насекомых. «Геном человека можно и нужно изменять, - говорят они. - Например, «подсадить» астронавту ген от бактерии, которая выдерживает уровень радиации в 7 раз выше смертельного…».
Чем все это чревато, и каковы шансы на успех? Свое мнение об этом «Росбалту» в рамках проекта "Лучшая половина жизни" высказал Александр Лаврин , писатель, драматург, автор 16 художественных и документальных книг, в том числе фольклорного исследования «Хроники Харона. Энциклопедия смерти».
- Александр Павлович, есть мнение, что попытки вернуть себе вечную молодость - это погоня за призраком. Мол, у нас внутри тикают биологические часы, и когда завод в них кончается, или садятся батарейки, ничего с этим уже не поделаешь…
В организме существует не одна программа старения и умирания, а несколько. Это как на минном поле - если не сработала первая мина, то взорвется другая или третья. Природа специально поставила такой ограничитель, чтобы живые существа, в том числе и человек, не могли стать бессмертными. Программа старения была вписана в нашу генетическую информацию для того, чтобы снизить внутривидовой накал борьбы за выживание и предоставить ареал обитания новым организмам с измененным генетическим кодом. То есть даже если вы и прожили до 120 лет, эта мина рано или поздно все равно сработает, «часовая бомба» взорвется… Это все - попытки обмануть природу. А она не такая уж дура.
- Имеют ли они хоть какой-то шанс на успех? Можно ли повернуть вспять свое биологическое время?
Вспять не повернешь, но, скорее всего, возможно замедлить процессы старения. Даже и без подобных опытов, благодаря тому, что развивается медицина, появляются новые эффективные лекарства и стимуляторы, люди в развитых странах живут все дольше. В США, Израиле, Германии средняя продолжительность жизни с 1900 года выросла на целых 40 лет!
- Но вы сами подчеркнули, что это не из-за вмешательства в генетику…
Вмешательства в геном, даже если они и удадутся, вряд ли дадут человечеству нечто большее, чем новое детище Франкенштейна - правда, с вероятным иммунитетом к любым болезням и неограниченным сроком годности. Люди во всем мире выступают против генетичеки модифицированных продуктов, а тут нам предлагают генетически модифицированного человека. Что с ним станет, как и почему он будет жить? Да и будет ли? Пока реальных доказательств тому нет. Это лишь одна из экстравагантных теорий омоложения, но клинически, на человеке, она не подтверждена.
С другой стороны, понятно, почему ученые все-таки идут на такое экспериментирование, несмотря на риски и запреты. Их главная цель - победа над старостью. Если им удастся внедриться в геном и исправить ход биологических часов клетки, то замедлятся метаболизм и половое созревание, а скорость реагирования нейронов мозга, наоборот увеличится, а значит, возрастут и объемы памяти.
- Чем такой эксперимент грозит его добровольной участнице? Насколько сильно она рискует? И какие вообще могут быть негативные последствия от радикального вмешательства в генетическую природу человека?
Могут возникнуть патологии, которые сейчас невозможно предусмотреть. Когда вы без спросу влезаете в ДНК, то, разумеется, не в состоянии предвидеть всего. Не исключено, что отважная американка добьется общего (и наверняка временного) улучшения своего самочувствия, но одновременно повредит какой-нибудь другой механизм, регулирующий жизненно важные процессы - то есть сломает, так сказать, «организм в организме». Мы, конечно, уже основательно изучили геном человека, но еще не умеем его «чинить». Наглядный пример: мастер-часовщик, скажем, способен разобрать механизм остановившихся часов, почистить его, заменить пару деталей, и часы снова заработают. Но с биологическими часами у человека пока так не получается.
То есть эксперименты по внедрению в клетку определенных веществ или элементов чужого генома, конечно, проводятся, но нет доказательств, будто то же самое можно сделать со всеми клетками организма. Проблема в том, что клетки головного мозга, сердца, нервной системы, эпидермиса - очень разные типы «ячеек» для строения и жизнедеятельности всех организмов. К каждой из них нужно искать свой подход. Это задача невероятной сложности, которая может оказаться под силу только огромному научному коллективу, возможно, десяткам научных институтов по всему миру. Она явно не по плечу одной женщине. То, что делает Элизабет Пэрриш - хорошо, но хорошо только в том смысле, что научное сообщество нужно время от времени будоражить «безумными» идеями.
- Так все-таки, что больше влияет на старение - наши биологические часы или образ жизни, качество медицинского обслуживания, отсутствие стрессов?
Думаю, что тут совокупность факторов. Старение неизбежно, но его можно отодвинуть, а молодость продлить, если исключить ряд факторов неблагоприятного воздействия окружающей среды.
- То есть против природы идти нельзя, можно только ее подкорректировать…
Да, можно. Но не все в силах человека, и даже человечества в целом. Даже основатель компании Apple Стив Джобс или президент Венесуэлы Уго Чавес не смогли справиться со своим недугом. Никакие самые лучше врачи, самые большие деньги и административные возможности их не спасли. И не только их…
По сути, реально бессмертны сейчас только живые существа типа ленточных червей. Вот они действительно способны бесконечно размножаться и делиться, и при известном допущении это можно воспринимать как бессмертие. Все остальные попытки достичь его не принесли результата - ни применение стволовых клеток, ни клонирование. Хотя сил человеческих на эту проблему уже потрачено было немерено. Эликсир бессмертия, к примеру, изобретали в течение многих веков. В VIII в. китайский император Сюань Цзун принял разработанный его алхимиками «эликсир бессмертия», отравился им и умер. В том же Китае считалось, что тайной такого снадобья владеют даосские монахи. По легенде, основатель философской системы дао Чжан Даолан якобы изготовил заветный эликсир, сумел на какое-то время вернуть себе молодость и дожил в районе Тибета до 122 лет.
- Но в случае с Элизабет Пэрриш речь идет не о бессмертии, а всего лишь о борьбе со старостью и дряхлением…
Большинство современных геронтологов считают, что человек умирает рано не из-за генов, а из-за вредного воздействия внешней среды. То есть видовая продолжительность жизни человека больше связана не с генетическим запасом, а с тем, что большинство людей обречены жить в неблагоприятных условиях. Чем лучше условия - тем длиннее жизнь. В тех же Соединенных Штатах за последние 40 лет число людей, достигших 100-летнего возраста увеличилось в 7-8 раз. Сейчас там живет около 62 тысяч долгожителей, возраст которых больше века. По прогнозам, до ста лет дотянет один из 2 тысяч ныне живущих американцев, а до 95 лет - один из 2,5 тысяч граждан США. Это очень высокие показатели.
В теориях же омолаживания и замедления старения недостатка нет. Например, метод ФПГ - физически полезного голодания. Ряд ученых полагают, что для долголетия нужно выводить шлаки, то есть осуществлять постоянную профилактику очистки организма. Нестандартные эксперименты в этой области проводил, в частности, биолог Сурен Аракелян, который взял старых японских кур и «назначил» им 7-дневный курс ФПГ с одновременным введением антистрессового препарата. Отжившие свой век птицы преобразились: у них выросли новые перья, исчез гребень, голос стал почти цыплячьим, резко повысилась двигательная активность. То же самое Аракелян сделал с коровами и свиньями, продолжительность жизни которых якобы выросла в 3 раза.
Механизм этого феномена, как считает сам ученый, выглядит так: при физиологически полезном голодании организм как бы становится на капитальный ремонт, во время которого из клеток выводится натрий, а на его место из межклеточного пространства попадает калий. То есть всего лишь замена одного химического элемента на другой, похожий, дает удивительный эффект. Секрет в том, что натриевые соли способствуют консервации органических веществ. При обычном питании все продукты жизнедеятельности в клетках как бы консервируются, в том числе и шлаки - главная причина старения.
Кстати, не исключено, что сам Сурен Аракелян тоже омолодился в процессе своих экспериментов и поэтому прожил долгую жизнь - сейчас ему 89 лет.
Крупнейший американский ученый в области биохимии, кристаллограф, лауреат двух Нобелевских премий Лайнус Полинг считал, что использование определенных комплексов витаминов тоже способствует продолжительности жизни. А российский физик и химик, академик Николай Эмануэль, изучив особенности старения полимеров, пришел к выводу, что они очень напоминают признаки надвигающейся старости в живых организмах. Похоже на фотопленку: наступает срок, она мутнеет, теряет гибкость, образуются трещины.
Существует не одна теория, объясняющая так называемый «предел (или лимит) Хейфлика». Еще в 60-е гг. профессор анатомии Калифорнийского университета Леонард Хейфлик обнаружил границу числа делений соматических клеток, которая составляет примерно 50-52 деления. Клетки начинают проявлять признаки старения, когда приближаются к своему «полтиннику». Такое число деления записано в ядре ДНК. И его, к сожалению, не изменить. Во время экспериментов ядро клетки, которое делилось уже 40 раз, пересаживалось в молодую клетку, делившуюся всего раз 5-10. Но через 10 делений молодая клетка все равно погибала…
Ученые объясняют это, в частности, накоплением случайных повреждений гена при репликации клетки. Суть в том, что при каждом клеточном делении действуют факторы среды: дым, радиация, химикаты, продукты распада клеток, мешающие точному воспроизведению ДНК в следующем поколении. В организме есть много ферментов, следящих за копированием клетки и устраняющих неполадки. Однако все их они «отловить» не в состоянии. В итоге повреждения ДНК накапливаются и приводят к неправильному синтезу белков, а затем становятся причиной болезней старения.
Но человек в этом плане зависит в значительной степени не от генов, а от набора своих болезней. Три главных заболевания, из-за которых умирают современные люди - инфаркт миокарда, инсульт и онкология. Как бы мы ни старались модифицировать свои гены, от этих угроз здоровью и жизни никуда не деться… Дело не только в генетически запрограммированном старении клеток, но и в эффективности системы клеточной защиты - чтобы мембраны клетки не пропускали определенные вредные вещества, не позволяли разрушать ее раньше времени.
Возможно, внутрь клетки надо вводить не генный материал, а вещества, которые «ремонтируют» ДНК. Для этого в ряде случаев, например, используется пигмент бета-каротин, комплексы витаминов, фермент супероксиддисмутаза и другие антиоксиданты.
- Чем могут быть опасны для обычных людей генетически модифицированные индивидуумы?
Кто же это знает? Может, у них будет меняться сознание, появятся проблемы с психикой. В их организме могу возникнуть и модифицироваться новые вирусы, перед которыми медицина окажется бессильна… Появится, по сути, принципиально новое существо, а значит, и новые типы болезней. Вспомните истории с возникновением СПИДа, «птичьего гриппа», лихорадки Эбола: вдруг, будто ни с того ни с сего, они начинали развиваться с невероятной скоростью, а потом захватывали целые регионы. Так же и здесь - вместе с изменением клетки станут меняться и микроорганизмы, штаммы вирусов. В итоге, мы получим целый букет заболеваний, которые до сих пор не были известны. А можем и не получить. Это генетическая рулетка.
Есть и другая точка зрения: скажем, человечеству в будущем угрожают пандемии гриппа, поскольку этот вирус быстро мутирует. А если учесть, что скорость мутаций возбудителя СПИДа выше в десятки раз, то в будущем ВИЧ наверняка приобретет воздушно-капельный путь передачи. Чтобы защитить человека от этого, нужен очень мощный искусственный иммунитет. Без внедрения в геном создать его невозможно…
- Получается палка о двух концах: на одной чашке весов «вечная молодость», а на другой, увы…
Так бывает всегда. С одной стороны, изобрели радикальные лекарства - прививки от оспы, пенициллин, антибиотики, спасшие немало жизней. Но одновременно цивилизация «дарит» нам и новые типы болезней, в том числе и тех, которые не лечатся никак и ничем, ни за какие деньги и ни в каких лучших современных клиниках - вроде, например, болезни Альцгеймера.
- Значит, экспериментируя с генами, мы каждый раз открываем ящик Пандоры?
Можно сказать и так. При изменении генома человека неизбежно преобразуется и его иммунная система. И не исключено, что некоторые вирусы и заболевания, с которыми она пока что справляется, взломают эту защиту, а человечество получит очередную пандемию. Так стоит ли останавливать время?
Беседовал Владимир Воскресенский
Проект реализован на средства гранта Санкт-Петербурга
Зарождение новой человеческой жизни — настоящее чудо даже с точки зрения науки. В одной-единственной клетке сначала сливаются половинки генома отца и матери, а затем этот набор из 46 хромосом создает все разновидности клеток будущего организма: от вспомогательных клеток плаценты и пуповины до остеобластов, из которых строятся кости, и светочувствительных клеток сетчатки глаза. При этом каждая разновидность клеток «знает» время и место своего появления, иначе вместо нового человека получился бы клеточный суп. Удивительная точность, с которой клетки определяют «расписание» развития, достигается благодаря тому, что ДНК и ее помощники — РНК и белки — работают как хорошо сыгранный оркестр, слаженно и четко регулируя активность генов.
Неудивительно, что с тех пор, как ученые в 1970-х научились расшифровывать последовательности ДНК и РНК, Святым Граалем молекулярной генетики стала возможность узнать, что же именно происходит с ДНК при эмбриональном развитии, какие гены отвечают за то, чтобы из одинокой маленькой клеточки получился целый человек. Но до 2012 года подходящего инструмента для таких исследований не существовало.
«Некоторые моменты изучены, но в основном это темный лес», — рассказывает член-корреспондент РАН, доктор биологических наук, заведующий лабораторией молекулярной биологии стволовых клеток Института цитологии РАН Алексей Томилин.
Есть два главных способа узнать, какую функцию выполняет ген — выключить его (это называется генный нокаут или нокдаун, по аналогии с боксерским ударом, после которого противник не может продолжать бой) или заменить его другим (трансгенез) и посмотреть, что после этого изменится в жизни клетки и целого организма.
Подобные манипуляции с геномом традиционно проводятся на эмбриональных стволовых клетках (ЭСК) мышей, которые затем вводят обратно в эмбрионы, а те, в свою очередь, подсаживают в матки мышей для имплантации. В результате на свет появляются химеры, животные, одни клетки которых несут измененную «донорскую» ДНК, а другие — ДНК суррогатной матери. Эффект введенной в геном модификации изучают на их потомках, часть которых будет носителями только модифицированного генома. «Применение подобного подхода для изучения раннего развития человека, очевидно, невозможно, — объясняет Томилин. — Единственная возможность провести генные манипуляции с зародышем человека и оценить их влияние на его развитие — это короткий промежуток в шесть дней между оплодотворением и имплантацией».
До недавнего времени перед учеными стояла еще и чисто техническая проблема. Чтобы отредактировать геном, нужно заставить ферменты-нуклеазы, расщепляющие цепочку ДНК, связаться с ней строго в нужном месте. Методы «наведения», которые применялись ранее, справлялись со своей задачей примерно в 20% случаев.
Этого вполне достаточно, чтобы создавать генномодифицированные растения, проводить опыты на мышиных эмбрионах или клетках «взрослых» человеческих тканей. Во всех этих случаях можно взять сразу много подопытных клеток, а потом отобрать для дальнейшего использования только те, в которых редактирование прошло успешно. Но человеческие эмбрионы — слишком ценный объект для исследований. В лабораторию ученого они могут попасть лишь как подарок от пар, прошедших процедуру ЭКО (при этом оплодотворяются сразу несколько яйцеклеток, но матери имплантируются одна-две, остальные остаются на хранении в заморозке или уничтожаются). Учитывая неточность технологий по изменению генома, такого числа яйцеклеток категорически недостаточно.
«Ситуация в корне изменилась после открытия технологии генного редактирования CRISPR/Cas9», — рассказывает Томилин. Система CRISPR/Cas9, впервые испытанная в 2012 году, к 2015-му показала эффективность в 90% на эмбрионах мышей и 94% на незрелых Т-лимфоцитах и гемопоэтических стволовых клетках человека (подробно о ней из выпуска «Наука за минуту»). Казалось бы, пора отправляться в поход за Граалем.
Этика остановила
В апреле 2015 года впервые в мире опыты по редактированию эмбрионального генома провели китайские ученые из Университета Сунь Ятсена под руководством Цзюньцзю Хуана (Junjiu Huang). Они взяли 86 оплодотворенных человеческих яйцеклеток и с помощью CRISPR/Cas9 попытались исправить в них мутантный ген, вызывающий бета-талассемию, тяжелое наследственное заболевание крови. Результат оказался неожиданным. CRISPR/Cas9 правильно изменила геном лишь в 28 эмбрионах, а при дальнейшем делении новый ген сохранили только четыре из них. Впрочем, это не остановило китайских исследователей. Цзюньцзю Хуан собирается и дальше экспериментировать с человеческими эмбрионами, в первую очередь, чтобы найти способы повысить эффективность действия CRISPR/Cas9.
Работа системы CRISPR-Cas9. Изображение: mit.edu
«Исследования Хуана показали, что еще рано говорить о редактировании генома человека на предимлантационной стадии, — поясняет Алексей Томилин. — Слишком низкая эффективность и слишком высокий риск побочных изменений в геноме (так называемый off-target effect). Когда обе проблемы будут решены, тогда можно будет говорить о генетической коррекции зародышевой линии человека. Почему CRISPR/Cas9 часто бьет мимо цели в эмбриональном геноме, сказать сложно. Работы над повышением точности и эффективности редактирования с помощью CRISPR/Cas9 ведутся. Нет сомнений, что прогресс будет».
Статья китайских исследователей неожиданно вызвала громкий отклик у их европейских и американских коллег, причем ученых беспокоила вовсе не низкая точность редактирования, а этическая сторона вопроса. Уже в апреле 2015 года в журнале Science появилась ответная статья за подписью 18 специалистов по геномике и стволовым клеткам, среди которых были и исследователи, которые непосредственно участвовали в разработке и улучшении метода CRISPR/Cas9, — Дженнифер Дудна и Мартин Жинек. Они призывали коллег с осторожностью отнестись к перспективе редактирования эмбрионального генома, настаивая, что людям нужно время, чтобы осмыслить возможные последствия такого вмешательства, иначе недалеко и до евгеники — выведения «породы» людей с заданными характеристиками. Беспокойство авторов статьи в октябре 2015-го поддержал Международный комитет по биоэтике при ЮНЕСКО, призвав наложить временный мораторий на подобные работы с человеческими клетками.
Чего так боятся ученые? Этические вопросы вызывают вовсе не страдания или уничтожение эмбрионов в ходе генетических экспериментов. На стадии одного—шести дней после оплодотворения эмбрион представляет собой комочек всего из нескольких десятков клеток. Беспокойство вызывает как раз не-уничтожение модифицированных эмбрионов. Изменения, внесенные в гены половых клеток, оплодотворенной яйцеклетки и клеток эмбриона на ранних стадиях развития, передаются по наследству всем потомкам модифицированного организма. Это называется изменением зародышевой линии.
Первый шаг
Несмотря на неоднозначные результаты группы Цзюньцзю Хуана и этическую дилемму генетического редактирования эмбрионов как такового, 1 февраля 2016 года стало известно, что британское Управление по оплодотворению человека и эмбриологии (HFEA — Human Fertilisation and Embryology Authority) выдало разрешение на редактирование эмбрионального генома доктору Кэти Ниакан из института Френсиса Крика.
Ниакан почти 10 лет занимается изучением того, как стволовые клетки определяются со своей будущей специализацией в человеческих и мышиных эмбрионах. В последнее время ее исследовательская группа пыталась узнать ответ на этот вопрос, расшифровывая последовательности РНК — молекул-посредников, передающих информацию из ДНК рибосомам, клеточным машинам, которые синтезируют белки. Ученым удалось определить несколько генов, которые работают только в человеческих клетках и определяют отличия в раннем развитии человека от тех же мышей, например ген KLF17. Чтобы понять, какие функции выполняют эти гены, и нужны эксперименты, требующие редактирования ДНК. В этом смысле цели, которые ставят перед собой Ниакан и ее коллеги, гораздо ближе к поиску генетического Грааля, то есть к ответам на фундаментальные научные вопросы, чем цели китайских ученых.
Другая задача британских биологов — понять, какие гены ответственны за успешное развитие эмбриона в целом, и особенно за правильное формирование плаценты. Это знание может многое изменить в диагностике и лечении бесплодия. Статистика говорит, что 15—20% всех беременностей заканчивается выкидышем на самых ранних сроках, при этом женщины даже не знают, что были беременны. С другой стороны, при процедуре ЭКО в матку будущей мамы успешно имплантируются только 25% эмбрионов. Чаще всего это связано именно с генетическими неполадками самого эмбриона, который в нужный момент не может прикрепиться к стенке матки или позже сформировать полноценную плаценту для своего развития. У Ниакан и тут есть свой «подозреваемый» — ген Oct4, недостаточная активность которого у мышей связана с замедлением производства стволовых клеток.
Человеческий эмбрион на разных стадиях развития. Клетки, в которых активны отмеченные слева гены, выделены соответствующим цветом. Фото: Kathy Niakan group, Francis Crick Institute
Третья цель Ниакан — разобраться, чем развитие эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) в естественных условиях отличается от их роста и специализации в пробирке. Заместительная терапия эмбриональными стволовыми клетками — одновременно очень многообещающий и очень опасный метод. Многообещающий — потому что ЭСК не вызывают иммунного ответа, который приводит к отторжению донорских тканей при обычной пересадке. Кроме того, из ЭСК можно вырастить клетки любого органа. В перспективе с их помощью можно будет лечить болезнь Альцгеймера, ишемическую болезнь сердца, недостаточность функции щитовидной железы, ДЦП и много чего еще.
Опасен же этот метод потому, что вне эмбриона стволовые клетки часто ведут себя непредсказуемо. Например, у подопытных животных они вызывают образование опухолей. Чтобы превратить такие последствия, нужно выяснить, какие гены у ЭСК в пробирке работают иначе, чем в эмбрионе, и какие условия на это влияют. У опять же у Ниакан и ее команды уже есть гены-кандидаты, например ARGFX.
Разобраться со всеми этими вопросами британским биологам предстоит в сжатые сроки — разрешение HFEA действительно только три года. И это не единственное ограничение, наложенное на проект Ниакан. В ходе экспериментов эмбрионы могут развиваться лишь 14 дней, после чего должны быть уничтожены.
Последовательная активация и прекращение работы тех или иных генов в процессе эмбрионального развития не просто прописана в ДНК, на нее влияют факторы среды — гормоны матери, вещества, попадающие в ее тело извне. При этом известно, что у млекопитающих условия, в которых развивался эмбрион, могут определять дальнейшую судьбу родившегося существа — программировать некоторые заболевания или склонность к ним, например гипертонию или метаболический синдром .
Для человека многие из этих факторов даже не описаны, ведь никто не станет проводить эксперименты на беременных женщинах. Технологии редактирования ДНК еще слишком несовершенны, чтобы выводить генномодифицированных людей, но с их помощью уже можно выяснить, откуда берутся врожденные заболевания и как их предотвратить. Как считает Алексей Томилин, «зеленый свет» проекту Кэти Ниакан — первое, но не последнее «послабление». В тех странах, где эксперименты с предимплантационными человеческими эмбрионами не запрещены напрямую (так обстоят дела, например, в Германии), наверняка вскоре появятся новые исследовательские проекты, стремящиеся заглянуть в святая святых.
Наталья Нифантова
В будущем богатые люди смогут вносить изменения в макромолекулы, отвечающие за реализацию генетической программы, отмечал ученый в своей последней книге, которая будет опубликована 16 октября.
Английский физик-теоретик Стивен Хокинг, который умер семь месяцев назад в возрасте 76 лет, предсказывал появление в будущем суперлюдей с измененными ДНК, которые могут стать реальной угрозой человечеству. Как пишет в воскресенье газета The Sunday Times, такое опасение Хокинга содержится в его последней книге, которая будет опубликована 16 октября.
В своем труде под названием "Короткие ответы на серьезные вопросы" физик предположил, что богатые люди смогут в довольно близкой перспективе вносить изменения в макромолекулы, отвечающие за реализацию генетической программы. Модифицируя свою ДНК и своих детей, они, писал Хокинг, смогли бы улучшить свою память, сопротивляемость болезням, продолжительность жизни и повысить уровень интеллекта.
"Уверен, что в течение этого века люди откроют для себя возможность модифицировать как свои интеллектуальные способности, так и инстинкты, например, агрессию, - пишет ученый в книге, выдержки из которой приводит издание. - Возможно, против генной инженерии на людях будут приняты законы, однако некоторые не смогут побороть искушение улучшить человеческие характеристики, такие как память, сопротивляемость болезням, продолжительность жизни".
Подобное развитие ситуации, опасался ученый, несет в себе риски тем людям, которые не пройдут улучшение на генетическом уровне. "Появление суперлюдей сразу приведет к появлению серьезных политических проблем с неулучшенными людьми, которые не будут в состоянии с ними конкурировать. По-видимому, они вымрут или станут малозначимыми. Вместо этого мы получим расу людей, которые сами себя проектируют, все больше и больше улучшаясь" , - предположил физик-теоретик.
Генетически модифицированные люди будут иметь IQ от 1000 и выше
Генетически модифицированные люди могут иметь IQ на уровне 1000 и выше. По крайней мере, согласно научной теории профессора Стивена Хсу.
Хсу можно считать глубоким эрудитом. Его работы касаются квантовой физики, темной энергии, финансов, информационной безопасности, геномики и биоинформатики. Он официально является вице-президентом по научным исследованиям Университета штата Мичиган, где возглавляет кафедру теоретической физики.
Профессор Хсу считает, что изменив геном человека, можно резко повысить его интеллектуальные способности. Подробное описание теории приводится в журнале ArXiv e-prints. Ее популярное изложение дает Nautilus.
Возможность появления сверхразума является прямым результатом генетической основы интеллекта. Такие характеристиками как рост и познавательные способности контролируют тысячи генов, и каждый их них оказывает свое небольшое воздействие, — пишет Хсу.
Опираясь на предыдущие исследования генома, Хсу считает, что с интеллектом связано около 10 000 генетических вариантов. Если путем настройки каждого из них нам удастся получить нужную версию, то, по его словам, мы сможем создать человеческих существ с показателем умственного развития в 100 раз выше среднего. Это соответствует IQ в более чем 1000 баллов.
Хсу является научным консультантом BGI (бывший Пекинский институт геномики), а также одним из основателей его Лаборатории когнитивной геномики. По слухам, которые появились в прошлом году, BGI секвенирует геномы 2000 самых умных людей планеты с целью вывода сверхразумного поколения, которое сможет поднять IQ нации.
Хсу и BGI не единственные, кто прогнозирует появление сверхразума посредством генетических улучшений. В своей недавно опубликованной книге «Superintelligence» директор созданного в Оксфорде Института будущего человечества Ник Бостром соглашается с тем, что генетика является ключом к появлению сверхразумных людей. Генетический скрининг эмбрионов перед имплантацией мог бы помочь родителям найти и выбрать эмбрионы с аллелями, определяющими высокий уровень интеллекта. Бостром надеется, что дальнейшее развитие генной инженерии сделает возможным синтез геномов в спецификацию, что сильно упростит поставленную задачу.
По словам Бострома, в будущем технология позволит наделять эмбрион предпочтительной комбинацией генов, передаваемых от каждого из родителей, и генов, им не присущих, которыми обладает лишь небольшое количество людей в мире. Такой микс сможет оказать серьезный положительный эффект на познавательные способности детей.
Хсу считает, что таким способом можно развить способности выше, чем у любого из 100 миллиардов человек, когда-либо живших на Земле:
Представьте себе, что способности самых великих умов человечества в своем максимальном виде будут присутствовать у одного индивидуума. Это практически идеальное воспроизведение изображений и речи, сверхбыстрое мышление и расчеты, сильная геометрическая визуализация, даже в более высоких измерениях; способность параллельно и одновременно решать множество аналитических и мыслительных задач. Этот список можно продолжить.
Перспектива того, что на одной планете с обычными людьми будут жить «сверхчеловеки», чье величие так воспевал философ Фридрих Ницше в своем произведении «Так говорил Заратустра», пугает. Пристального внимания заслуживают соответствующие нравственные вопросы, которые придется решить до того, как такие возможности станут реальностью.
Некоторые страны могут узаконить генную модификацию детей раньше других. Очевидно, что первой доступ к технологии получит элита, которая сможет наделить сверхразумом себя и своих детей. Но будем надеяться, что плодами генной инженерии сможет воспользоваться каждый желающий, иначе нас ждет такое неравенство, которого еще никогда не было в истории человечества.
Какой он, "человек будущего" - генно-модифицированный человек?
Национальная академия наук США заявила, что в ближайшее время приступит к работам по изменению генома человека.
Чем грозит такой научный прорыв?
Наука уже не просто идет семимильными шагами, она передвигается со скоростью времени. Кто бы из нас мог предположить хотя бы 10 лет назад, что скоро появится возможность побороть любую болезнь путем изменения генома человека. Такое можно было увидеть только в фантастических фильмах! - СЕГОДНЯ ЭТО УЖЕ РЕАЛЬНОСТЬ!!!
Многие годы ученые разных стран бились над геномом человека. И вот, 21 мая 2010 года Крейг Вентер, американский ученый, гентик заявил о создании им искусственной клетки. Это был прорыв в генной инженерии. И спустя всего 7 лет, ученые утверждают, что готовы к созданию генетически модифицированного человека.
По утверждению ученых, таким образом они смогут побороть любую болезнь.
В США данные работы стали возможны применительно к людям, больных ВИЧ, онкологическими заболеваниями и болезнью Альцгеймера.
По сообщению Национальной академии наук США, речь о работах по созданию людей с исключительными возможностями, не идет.
Но эксперименты на людях и животных уже идут полным ходом во всем мире:
В Китае, создали генетически модифицированных свиней, внедрив им 3 гена человека. И теперь свиное сердце или легкое можно без опаски отторжения пересаживать человеку
В США и Тайланде уже широко используются генные вакцины - они предотвращают сердечно-сосудистые заболевания и глаукому.
Многие крупные фармацевтические компании начали закрывать проекты по исследованию химических препаратов, перенаправляя средства в генную инженерию.
Какие гены можно внедрить в человека, чтобы сделать его совершенным?
По заявлению ученых, человеческий организм на столько не совершенен, что с помощью генной инженерии человеку могут открыться новые горизонты:
- Ген пятнистой акулы. Иммунитет против всех существующих у человека болезней, в том числе и рака
- Ген сокола-сапсана. Острота зрения человека может увеличится в 15 раз!
- Ген кошки. Расширит диапазон слуха человека в 6 раз (с 10 до 60 Гц)
- Ген бабочки семейства Saturniidae (павлиноглазка), сообщает newsli.ru. Увеличит обоняние человека в 50 раз
- Ген кролика. У человека никогда не будут болеть зубы, и они будут расти всю жизнь
- Ген аквариумной рыбки Danio rerio. У человека будут регенерироваться внутренние органы и ткани
- Ген свиньи. Человек сможет испытывать оргазм в течении 30 мин
- Ген черепахи. Человек сможет побороть старость
Но, как всегда это "палка о двух концах". Ведь этим можно воспользоваться не только для лечения, но и для управления людьми, вживляя им с рождения гены безвольных и слабохарактерных... Склонных к насилию и убийствам... Не ощущающих боли и страха... - УНИВЕРСАЛЬНЫХ СОЛДАТ!
Как будет называться данная особь млекопитающего? - человек ли?
Тем временем:Первый в мире генно-модифицированный человек — Элизабет Пэрриш
Идея вечной молодости или хотя бы более долгой и здоровой жизни волновала человечество на всех этапах развития цивилизации. Ученых всегда интересовала возможность увеличения продолжительности жизни человека, и вот, когда достижения в области правильного питания и активного образа жизни были исчерпаны, они обратили свой взор в сторону генных изменений.
Когда мы видим сюжеты о том, что генетики проводят эксперименты на лабораторных животных, изменяют геном, например, с целью замедлить старение клеток, нам кажется, что все это из области фантастики и отдаленного будущего. Но, оказывается, что фантастика стала реальностью. На Земле уже живет человек с искусственно измененными генами.
Это американка Элизабет Пэрриш, которая согласилась на вмешательство генетиков ради того, чтобы остановить старение своего организма, ну и, разумеется, чтобы принести пользу миру.
На самом деле она еще и является одним из руководителей научно-медицинской компании BioViva, которая и проводит этот смелый эксперимент.
Чтобы понять суть искусственных изменений, необходимо немного осветить проблему старения с точки зрения генетики. Сам процесс старения заложен в нашей ДНК, а начинается он с процесса уменьшения концевых отростков хромосом, так называемых теломер.
Чем старше биологический возраст человека, тем короче его теломеры. В процессе роста клеток происходит деление ДНК, что сопровождается укорачиванием теломер и в конечном итоге приводит к старению и гибели клетки.
В конце 2015 года Элизабет Пэрриш ввели генетический материал, который, проникнув внутрь ядра каждой клетки ее организма, должен был запустить изменения, и способствовать увеличению длины теломер. Таким образом, по предположению ученых, будет остановлен процесс старения и произойдет общее омоложение организма.
Принимая во внимание то, что результаты такого эксперимента могут быть самыми непредсказуемыми, вплоть до летального исхода, Элизабет даже записала обращение, в котором подтверждала свое согласие на инъекцию и озвучила понимание серьезности генетического вмешательства. Для введения генетического материала ей даже пришлось ехать в Колумбию, так как на территории Соединенных Штатов подобные опыты с людьми запрещены законодательно.
И вот ученые уже обнародовали первые результаты эксперимента. Пока все выглядит более чем оптимистично: биологический возраст женщины уменьшился примерно на 20 лет. Это выражается в состоянии лейкоцитов ее крови, а также в теломерах хромосом, которые удлинились, вместо того, чтобы дальше разрушаться.
Во внешности 45 летней женщины также произошли некоторые изменения. Ее кожа стала более упругой и улучшилось состояние волос.
Видео:ГМО мутанты биороботы уже реальность. Люди ИКС не фантастика. Чудеса генетики и генной инженерии