Képzeljük el, hogy ami tegnap még csak tudományos-fantasztikus filmbe illett, mára karnyújtásnyira került a valóságtól. A génszerkesztés technológiája olyan mértékben fejlődik, hogy hamarosan nemcsak az állatvilág, hanem az emberi lét alapjait is átírhatja. De vajon vannak-e határok, vagy minden lehetséges, ami technológiailag megvalósítható? Egy vezető szakértő most figyelmeztet: ideje megálljt parancsolni, mielőtt az emberiség túlságosan messzire megy!
Ahogy a génszerkesztés egyre fejlettebbé válik, olyan ötletek, amelyek korábban csak a sci-fi kategóriájába tartoztak, mára kísértetiesen valóságossá válnak. Gondoljunk csak bele: félig egér, félig patkány hibridek, vagy akár emberi génekkel felvértezett főemlősök – a tudósok nemsokára képesek lesznek különböző állatok és emberek génjeit kombinálni, és úgynevezett „kimérákat” alkotni.
De mi van, ha nincsenek határok? Mi történik, ha a kutatás annyira elszabadul, hogy a tudósok már nem elégednek meg a létező fajok keverésével, hanem új, felturbózott fajokat, sőt, akár teljesen új típusú embereket hoznak létre?
Ez azt jelenti, hogy a jövő állatai és emberei akár abnormálisan felerősített növekedéssel, sosem látott érzékszervekkel, vagy éppen radikálisan megnövelt intelligenciával rendelkezhetnének. Elég ijesztően hangzik, igaz?
Ebben a hónapban a világ minden tájáról érkező tudósok gyűlnek össze a Genomszerkesztés Globális Megfigyelőközpontjának Nemzetközi Csúcstalálkozóján. A téma pedig nem más, mint hogy ezek a technológiák miként „változtathatják meg azt, amit emberi létnek nevezünk”.
Az „Építészet határai” című kulcsfontosságú panel elnöke a University of Wisconsin–Madison professzora, Krishanu Saha lesz. Ő mondta el a MailOnline-nak, hogy a tudósoknak most kell lépniük, hogy korlátokat szabjanak annak, milyen génmódosítások engedélyezhetők.
Saha professzor szerint ezek a technológiák már most is „kihívást jelentő kérdéseket vetnek fel az emberi integritással kapcsolatban”.
A vezető biomérnök figyelmeztet, mi történhet, ha nem szabnak korlátokat a génszerkesztő technológiának. A tudósok már most is képesek hibrid állatokat, úgynevezett „kimérákat” létrehozni, például félig egér, félig patkány hibrideket. Kép: AI-generált illusztráció.
Hibrid állatok a láthatáron
A génsebészet talán egyik legmeglepőbb módja, amivel radikálisan átalakíthatja az állatokat, az újfajta hibridek, vagyis „kimérák” létrehozása.
Saha professzor így magyarázza: „Egy kiméra testének részei két különböző forrásból származnak. Például az élőlény egyik része állatból, a másik pedig emberből származik.”
Ezt úgy oldják meg, hogy az egyik állat génjeit beültetik egy másik genomjába, vagy őssejteket – olyan sejteket, amelyekből bármilyen szövet kialakulhat – juttatnak be közvetlenül az élőlénybe.
Még az is kimérának számít technikailag, aki csontvelő-átültetésen esett át, hiszen a testének részei egy másik szervezetből származnak. De az első igazi, mesterséges kiméra 1989-ben született a Kaliforniai Egyetem (Davis) laboratóriumában. Ott kecske- és juhgének kombinálásával hoztak létre egy furcsa teremtményt, amit „geep”-nek, azaz kecske-juh hibridnek neveztek el.
1989-ben a Kaliforniai Egyetem (Davis) tudósai hozták létre az első kimérát kecske- és juhgének kombinálásával, egy „geep” nevű lényt alkotva. Kép: Egy geep, amelyet egy brit farmon tenyésztettek 2014-ben.
Azonban a jövőben – mondja Saha professzor – a tudósok még tovább mehetnek. „Vannak már kísérleti bizonyítékok – meséli –, ahol lényegében kivágtak egy gént, ami patkányoknál a hasnyálmirigy képződéséhez vezetne, majd normál egérsejteket ültettek át az egér embrióba.”
Az így kapott élőlény hasnyálmirigyét teljes egészében egy másik fajból származó szervvel helyettesítették, így egy félig egér, félig patkány hibrid jött létre. Saha professzor szerint: „Ez egy olyan mód, amellyel potenciálisan nagy részeket, vagy akár egy egész szervet lehet előállítani egy másik fajból.” Döbbenetes, nem igaz?
Ember-állat kimérák: a szürkezóna
Talán még aggasztóbb kilátás, hogy ezeket a technikákat az emberi és állati jellemzők kombinálására is fel lehet használni.
Bár Saha professzor szerint még nem bizonyított, hogy a egereken és patkányokon működő technikák embereken vagy főemlősökön is működnének, ez a kutatási terület aktívan foglalkoztatja a tudósokat.
A kutatók azért érdekeltek az emberhez hasonló tulajdonságokkal rendelkező állatok létrehozásában, mert azok rendkívül hasznosak lehetnének az orvosi vizsgálatokban. Ahelyett, hogy embereket vetnének alá orvosi kísérleteknek, olyan állatokat tenyészthetnénk, amelyek emberi szervekkel vagy olyan betegségekkel rendelkeznek, amelyeket a tudósok tanulmányozni akarnak.
A tudósok ember-főemlős kimérákat is elkezdtek készíteni orvosi tesztelésre. A jövőben ezek a kimérák emberi szerveket hordozhatnak majd főemlős testekben. Kép: AI-generált illusztráció.
Néhány kutató javaslatot tett arra, hogy olyan majom-ember kimérákat hozzanak létre, amelyekben egy emberi gén okozza a Parkinson-kórt vagy az izomdisztrófiát. Ez a tudomány számára rendkívül értékes lenne, de Saha professzor szerint ez a kutatási terület egy „szürkezóna”, és egy olyan „hely, ahol meg kell beszélnünk, mik a megfelelő korlátok”.
Hozzátette: „Ha arra gondolunk, hogy nem csak egy-két, hanem százak, sőt talán ezrek is lehetnek ezekből az állatokból; ez, számomra, nyugtalanító gondolat.”
De már most is aktívan zajlanak olyan kutatások, amelyek komoly kérdéseket vetnek fel a genom szerkesztésének határait illetően. Például 2008-ban brazil kutatók olyan egeret hoztak létre, amely képes volt emberi spermát termelni. Ez felveti azt a zavarba ejtő kilátást, hogy egy normális emberi gyermek egerek utódja lehetne, amelyeket hím és női ivarsejtek termelésére terveztek. Szürreális, nem?
Hasonlóképpen, a tudósok emberi idegi őssejteket – olyan sejteket, amelyek agyszövetet képezhetnek – vettek, és egérembrióba ültették be őket.
2016-ban a Nebraskai tudósokból álló csapat azt találta, hogy ezek az emberi sejtek képesek voltak kolonizálni egy egér agyát és gerincvelőjét, létrehozva egy olyan egeret, amelynek „humanizált” agya volt.
A tudósok „humanizált agyú” egereket hoztak létre, ami aggodalmat kelt, hogy ezek a kimérák tudatra ébredhetnek. Kép: AI-generált illusztráció.
Egy tanulmányban a tudósok képesek voltak egereknek emberi idegi támogató sejteket, úgynevezett glia sejteket adni, amelyekről azt gondolták, hogy javítják az egerek agyának hatékonyságát.
Saha professzor szerint, bár ezek a kísérletek még komoly technikai kihívásokat tartogatnak, ez a folyamat nagy kérdést vet fel a bioetikában.
Azt kérdezi: „Ha emberi sejtek keverednek, amelyek széles körben hozzájárulnak egy állat idegrendszeréhez, és az agy nagy része emberi őssejtből származik, aggódnunk kell-e, hogy az egérnek most emberi tudata van?”
Saha professzor nem hiszi, hogy a jelenlegi kísérletek bármelyike tudatosnak tekinthető, de figyelmeztet, hogy ezt a tudósoknak alaposan át kell gondolniuk.
Felturbózott állatok és mi lesz az emberrel?
De a már létező fajok kombinálása nem az egyetlen módja annak, hogy a tudósok a jövőben megváltoztathassák az állatokat.
Génszerkesztő eszközök, például a CRISPR segítségével a tudósok képesek bizonyos célzott géneket eltávolítani vagy beilleszteni. Azáltal, hogy célzott génkészleteket egyszerre változtatnak meg, a kutatók új fizikai jellemzőkkel rendelkező állatokat hozhatnak létre.
Génszerkesztési technikákkal a tudósok új fajokat hozhatnak létre specifikusan kiválasztott tulajdonságokkal. Így sikerült a Colossal Biosciences-nek „kihalásból visszahoznia” a rémfarkast (a képen).
Új gének beültetésével és mások kikapcsolásával a kutatók drasztikusan módosíthatják egyes állatok tulajdonságait. Ez az állat egy „gyapjas egér”, amelyet a Colossal Biosciences hozott létre, gyapjas mamutokra jellemző tulajdonságokkal.
A szakértők szerint a tudósok a génsebészetet arra is felhasználhatják, hogy „gátlástalan növekedési faktorokat” termeljenek, ami nagyobb, gyorsabban növő haszonállatokhoz vezet. Kép: AI-generált illusztráció.
Idén, például, a Colossal Biosciences tudósai ezzel a megközelítéssel „hozták vissza a kihalásból” a rémfarkast. Amit valójában létrehoztak, az nem az a rémfarkas volt, amely az utolsó jégkorszakban élt, hanem egy új hibrid faj, amely a farkas és a rémfarkas-szerű tulajdonságokat ötvözi.
Saha professzor szerint, ha nem szabnak korlátokat, a tudósok génszerkesztési technikákat alkalmazhatnak „teljesítményfokozó típusú módosítások” elérésére. A haszonállatok esetében ez „gátlástalan növekedési faktorok” előállítására használható, ami nagyobb és gyorsabban növő fajokhoz vezet.
2018-ban a tudósok két olyan gént céloztak meg sertésekben, amelyek a növekedési hormonok termelését szabályozták, így olyan sertéseket hoztak létre, amelyek akár 13,7 százalékkal gyorsabban nőttek. Hasonlóképpen, a tudósok génmódosítási technikákat alkalmaztak gyorsabban növő lazacfajok létrehozására is az intenzív tenyésztéshez.
Néhány tudós már azt javasolta, hogy a genom szerkesztése megoldást jelenthet a globális élelmiszerhiányra, egészségesebb, ellenállóbb és produktívabb állatfajok előállításával.
De Saha professzor figyelmeztet, hogy egyes kutatók nem elégednek meg azzal, hogy ezeket a fejlesztéseket csupán a haszonállatokon alkalmazzák.
A génsebészetet fel lehetne használni az emberi érzékszervi képességek fokozására, például a látható spektrumon túli fény látására. Kép: AI-generált illusztráció.
A jövőben egyes tudósok a genom szerkesztését arra akarják használni, hogy „merész új módokon” mozdítsák elő az emberi fajt.
„Néhány példa, ami felmerült, magában foglalja az intelligenciát, a szemszínt, a bőrszínt, és a csökkent alvásigényt” – mondja Saha professzor.
Azt is hozzáteszi, hogy a tudósok megpróbálhatnak „fokozott érzékelési képességeket adni az embereknek, amelyek túlmutatnak a normál populációban tapasztalhatókon”.
Ez azt jelenthetné, hogy az emberek hozzáférnének a normál emberi észlelésen túli fényekhez és hangokhoz, vagy teljesen új érzékszereket kaphatnának, például az elektromos mezők érzékelésének képességét.
Ezen a területen van szükség a legnagyobb óvatosságra, és a tudósoknak gondosan meg kell határozniuk, milyen típusú genom szerkesztés fogadható el.
Például Saha professzor rámutat, hogy az emberek egészséges élettartamának maximalizálása valószínűleg elfogadható, míg „a 200 évig tartó élet projektje” sokkal vitatottabb.
Mesterséges állatok: a jövő, ami rémálom is lehet
A távoli jövőbe tekintve a tudósok talán még tovább is mehetnek a természet korlátain.
A kutatók előrelépéseket tettek szintetikus embriók létrehozásában sejthalmazokból. Ez lehetővé teheti mesterséges fajok vagy akár szintetikus emberek létrehozását. Kép: AI-generált illusztráció.
Saha professzor közelgő panelbeszélgetésének egyik kulcsfontosságú témája a „szintetikus embriók” létrehozása lesz. Ezek olyan „sejthalmazok”, amelyeket úgy programoztak át, hogy „széles potenciállal” rendelkezzenek, ami azt jelenti, hogy a test bármely szövetévé fejlődhetnek.
A laboratóriumban ezek a sejthalmazok képesek voltak olyasmivé fejlődni, ami szinte azonos módon növekszik, mint a természetes embriók. Néhány szintetikus emberi embrió még „biológiai emberi jellemzőket” is mutatott, például dobogó szívet.
Saha professzor szerint „néhány biológus és mérnök” úgy gondolja, hogy lehetséges ezeket az embriókat teljesen működőképes organizmusokká fejleszteni. Ez felveti a riasztó lehetőséget a pontosan megtervezett genomú szintetikus állatok vagy akár szintetikus emberek létrehozására.
Saha professzor szerint: „A fejlesztőbiológusok számára a végső kísérlet az lenne, ha az embriót beültetnék egy méhbe, és megnéznék, hogy a baba vagy magzat normálisan fejlődik-e. De ezt a kísérletet – úgy vélem – a területen sokan felelőtlennek tartják.” Reméljük, így is marad!
MI AZ A CRISPR-CAS9?
A Crispr-Cas9 egy olyan eszköz, amellyel pontos szerkesztéseket lehet végezni a DNS-ben, baktériumokban fedezték fel.
A mozaikszó jelentése: „Rendszeresen tagolt palindrom ismétlődések klaszterei” (Clustered Regularly Inter-Spaced Palindromic Repeats).
A technika egy DNS-vágó enzimet és egy kis jelölést foglal magában, amely megmondja az enzimnek, hol vágjon.
A CRISPR/Cas9 technika címkéket használ, amelyek azonosítják a mutáció helyét, és egy enzimet, amely apró ollóként működik, hogy pontosan a DNS-ben vágjon, lehetővé téve egy gén kis részeinek eltávolítását.
Ennek a jelölésnek a szerkesztésével a tudósok képesek az enzimet a DNS specifikus régióihoz irányítani, és pontos vágásokat végezni, ahol csak akarnak.
A gének „elhallgattatására” is használták – gyakorlatilag kikapcsolva őket.
Amikor a sejtek gépezete megjavítja a DNS törést, egy kis DNS darabot távolít el.
Így a kutatók pontosan kikapcsolhatnak specifikus géneket a genomban.
Ezt a megközelítést korábban a β-talasszémia nevű állapotért felelős HBB gén szerkesztésére használták.
#EmberiLét #Nagyvilág #Cikkek #Szöveges