CRISPR сошла с ума: искусственное мясо для детей-конструкторов

CRISPR, недавно разработанная технология редактирования генов, продвигается как потенциальное решение многих болезней, продовольственной безопасности и изменения климата — даже как способ рождения «дизайнерских детей» и возвращения к жизни вымерших млекопитающих.

Технология привлекла значительные инвестиции и внимание таких участников, как Билл Гейтс и Всемирный экономический форум (ВЭФ).

Но многие ученые выражают обеспокоенность по поводу потенциального вредного воздействия технологии.

В интервью The Defender Доктор Майкл Антониу, глава группы экспрессии генов и терапии в Королевском колледже Лондона, и Клэр Робинсон, управляющий редактор GMWatch, предоставил информацию о недостатках этой технологии, ее потенциальных последствиях и рисках, связанных с ее недостаточным регулированием.

Что такое CRISPR?

CRISPR — что означает кластеризованные регулярно расположенные короткие палиндромные повторы — действует как «точная пара молекулярных ножниц, которые могут разрезать целевая последовательность ДНК, управляемый настраиваемым гидом».

Иными словами, эта технология позволяет ученым редактировать участки ДНК «отрезая» определенные его части и заменяя их новыми сегментами. Редактирование генов — не новая концепция, но технология CRISPR считается более дешевой и точной.

Это связано с открытием в 2012 году того, что РНК может направлять Cas белковая нуклеаза к любой целевой последовательности ДНК и (теоретически) нацеленной только на эту одну конкретную последовательность. Действительно, по этой причине технологию CRISPR часто называют CRISPR-Cas9.

СМИ и многие ученые выразили оптимизм по поводу технологии.

Medlineplus.gov, например, сообщает, что CRISPR «вызвал большой интерес в научном сообществе, потому что он быстрее, дешевле, точнее и эффективнее, чем другие методы». методы редактирования генома".

Проводной, в 2015 г., описал CRISPR как «революционный», написав, что он «уже обратил вспять мутации, вызывающие слепоту, остановил размножение раковых клеток и сделал клетки невосприимчивыми к вирусу, вызывающему СПИД».

Технология также сделала пшеницу «неуязвимой для грибков-убийц» и изменила ДНК дрожжей, «чтобы они потребляли растительные вещества и выделяли этанол», согласно Wired.

В той же статье Wired написал, что «не говоря о технических деталях, CRISPR-Cas9 позволяет легко, дешево и быстро перемещать гены — любые гены в любом живом существе, от бактерий до людей».

Ученый, цитируемый в статье, добавил: «Это монументальные моменты в истории биомедицинских исследований».

Bloomberg в 2016 году заявил, что CRISPR «изменит мир», цитируя ученого Эндрю Мэя из Caribou Biosciences, который описал CRISPR как «потенциально дешевый и быстрый способ исправить что-либо, связанное с генетический код” и “почти такой же фундаментальный, как транзистор”.

Открытие приложений CRISPR для редактирования генов было сочтено настолько важным, что два ученых, Эммануэль Шарпантье и Дженнифер Дудна, выиграли премию 2020 года. Нобелевская премия по химии, даже как патентный спор между Дудной и другим ученым Фэном Чжаном, который также считается одним из главных участников разработки CRISPR, продолжается и по сей день.

Однако другие ученые не разделяют такого же оптимизма в отношении CRISPR.

«Процедура генетической модификации», которая «не является точной» и «не селекционной».

Робинсон сказал The Defender, что «в общих чертах CRISPR — это инструмент редактирования генов», который «разрезает ДНК по двойной цепи» и может быть нацелен «на точную последовательность в геноме».

По словам Робинсона, CRISPR можно использовать с тремя потенциальными целями: нарушение функции гена, изменение функции гена или вставка совершенно новых генов.

По словам Антониу, «редактирование генов существует… гораздо дольше, чем система CRISPR-Cas9. Он существует уже несколько десятилетий».

Антониу описал редактирование генов как:

«Метод или методы манипулирования ДНК, целью которых является целенаправленное изменение генетического материала организма, которым может быть что угодно, будь то бактерия, растение, животное или человек.

«Редактирование генов, я думаю, ключевое слово здесь — редактирование, которое подразумевает изменение очень точным, целенаправленным образом. Вы пытаетесь внести очень специфическое изменение в генетический материал вашего организма-мишени».

Робинсон сказал, что, хотя CRISPR считается специфичным для сайта, на самом деле он «специфичен для последовательности… он будет искать эту конкретную последовательность и разрезать ДНК в этой точке». Это побудило многих рекламировать способность CRISPR к «точному размножению».

Однако для Антониу: «Это явно процедура генетической модификации. Это не точно, и это не разведение».

Редактирование генов часто путают с генной терапией, но Антониу сказал, что это две разные вещи. По его словам, при генной терапии к существующим клеткам добавляется «нормально функционирующая копия» гена.

Однако он добавил: «Редактируя гены, вы не добавляете еще один ген. Вы пытаетесь изменить ген, который уже есть в ДНК, чтобы либо исправить дефектный ген напрямую, либо изменить какую-то другую функцию гена, которая компенсирует дефектную функцию гена у пациентов».

Люди-конструкторы «больше не научная фантастика»

Дудна в выступлении на TED Talk в 2015 году описал генную инженерию как «будущее» эволюции человека, даже рекламируя потенциальные применения CRISPR в создании «усовершенствованных» или «дизайнерских» человеческих существ и заявляя, что это больше не научная фантастика.

Она сказала:

«Многие ученые считают, что генная инженерия — это будущее нашей эволюции. Это дает нам возможность придать себе любые черты, которые мы хотим, такие как мышечная масса или цвет глаз.

«Представьте, что мы могли бы попытаться создать людей с улучшенными свойствами, такими как более крепкие кости или меньшая восприимчивость к сердечно-сосудистым заболеваниям, или даже иметь свойства, которые мы считаем желательными, например, другой цвет глаз или более высокий рост… Создавать людей, если ты сможешь. Геоинженерные люди еще не с нами. Но это уже не научная фантастика».

Другие в научном сообществе выражали подобный техно-утопизм. Например, Wired писал, что CRISPR может доставить что угодно из дизайнер младенцев к видоспецифичному биологическому оружию.

Например, в 2018 году китайский биофизик объявил, что он и его команда создали первый в мире дети с измененными генами.

Статья в прошлом месяце в Перехват отметил, что ЦРУ инвестировало в биотехнологическом стартапе Colossal Biosciences — вместе с Питером Тилем, Пэрис Хилтон и Тони Роббинсом — который стремится использовать технологию CRISPR для «запуска биения сердца предков» путем воскрешения вымерших млекопитающих, даже шерстистого мамонта.

А Financial Times сообщила, что другая биотехнологическая фирма поддерживает проект по возвращению Тасманский тигр от вымирания.

Для Антониу: «Причина, по которой CRISPR пленил воображение ученых, заключается в его простоте по сравнению с другими инструментами [редактирования генов], о которых я упоминал. Это очень просто создать и доставить в клетки вашего организма-мишени, чтобы вызвать редактирование генов, которое вам нужно».

Одной из областей, в которой продвигается CRISPR, является медицина и лечение болезней. Для Wired «настоящие деньги в человеческая терапия», в том числе «прямое нацеливание на ВИЧ».

Согласно Synthego, компании, производящей платформы для редактирования генома, «CRISPR готов произвести революцию в медицине, способную вылечить целый ряд заболеваний». генетические заболеваниявключая нейродегенеративные заболевания, заболевания крови, рак и заболевания глаз».

Livescience.com пишет, что «CRISPR был протестирован в клинические испытания на ранней стадии таких как терапия рака и как лечение наследственного расстройства, вызывающего слепоту», и как «стратегия предотвращения распространения болезнь Лайма и малярии», а Medlineplus.gov добавляет: «кистозный фиброз, гемофилия и серповидно-клеточная анемия».

А Bloomberg в статье 2016 года сообщил, что «CRISPR рассматривается как способ сделать лекарства от рака более эффективны, чтобы создать лучший класс противовирусных препаратов для борьбы с ВИЧ и модифицировать органы свиньи, чтобы сделать их более подходящими для трансплантации людям».

CRISPR продвигается как решение для сельского хозяйства и нехватки продовольствия

Ученые и средства массовой информации также продвигают CRISPR как потенциальное решение проблем, стоящих перед сельским хозяйством и производством продуктов питания.

Цитата Business Insider Билл Гейтс говоря: «Исследователи изучают способы изменить гены домашних животных… чтобы они производили молоко больше, как молочные коровы», и «сделали молочный скот более устойчивым к жаркой погоде».

В другом отчете говорилось, что CRISPR можно использовать для увеличить срок годности скоропортящихся продуктов и «создание культур, устойчивых к болезням и засухе», приводя пример партнерства между Mars, Inc., Институтом инновационной геномики и Университетом Беркли «для создания устойчивых к болезням растений какао».

Согласно журналу Science, CRISPR можно использовать для создания генерации генов - генная инженерия метод, который увеличивает шансы передачи определенного признака от родителя к потомству».

Потенциальные применения включают «искоренение инвазивных видов» и «обращение вспять устойчивости сельскохозяйственных культур к пестицидам и гербицидам».

Livescience.com добавляет, что «технология CRISPR также применялась в пищевой и сельскохозяйственной промышленности для создания пробиотических культур и прививка промышленных культур … против вирусов», приводя в пример йогурт. Он также «используется в сельскохозяйственных культурах для повышения урожайности, засухоустойчивости и питательных свойств».

В статье, опубликованной в феврале 2022 года в журнале Nature, сообщалось, что Китай утвердил новые принципы разработки генно-отредактированные культуры с использованием таких технологий, как CRISPR, что значительно сокращает время утверждения биобезопасности этих культур.

Утверждается, что такие культуры «имеют повышенную урожайность, устойчивость к изменению климата и лучшую реакцию на удобрения», в дополнение к «особенно ароматному рису и соевым бобам с высоким содержанием олеиновых жирных кислот».

В 2016 году Bloomberg сообщил, что «DuPont уже работает с Caribou [Biosciences] над грибами, которые после разрезания остаются белыми» и «25 продуктов, связанных с CRISPR [которые] находятся в стадии разработки, включая кукурузу, соевые бобы, пшеницу и рис».

А в сентябре 2021 г. Сицилийский румянец с высоким содержанием ГАМК достигли потребителей, став первым продуктом, отредактированным с помощью CRISPR, поступившим в продажу в любой точке мира.

CRISPR также используется для диагностики COVID и рекламируется как оружие против пандемий.

CRISPR также рекламируется как технология, полезная для разработки диагностических тестов, и как оружие против потенциальных новых пандемий.

Во время Covid-19. пандемии, например, CRISPR использовался в качестве терапевтического и диагностический инструмент на коронавирус через Набор для тестов Sherlock CRISPR SARS-CoV-2, которому Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) предоставило разрешение на использование в чрезвычайных ситуациях.

Sherlock Biosciences также разработала носимый тест на COVID в 2021 году.

ДЕТЕКТОР и другие Методы диагностики COVID также были разработаны в этот период, в то время как «подобная диагностика с использованием функция поиска Cas9 также были разработаны для выявления других заболеваний, как инфекционных, так и генетических».

Фэн Чжан — втянутый в патентный спор с Дудной — писал в 2020 году, что CRISPR «используется в качестве исследовательского инструмента учеными, которые работают над тем, чтобы лучше понять, как SARS-CoV-2 проникает в клетки человека, и узнать больше о биологии его патогенеза». ».

Чжан, разработавший новый система доставки мРНК известный как ОТПРАВИТЬ, что использует технологию CRISPR, добавил, что ученые «работают над тем, чтобы использовать CRISPR как естественную защиту от вирусов для разработки нового противовирусного средства, эффективного против COVID-19».

Технология матричной РНК (мРНК), используемая в вакцинах Pfizer и Moderna против COVID-19, также использовалась для «предоставления технологии редактирования генов CRISPR, которая могла бы постоянно лечить редкое генетическое заболевание [транстиретиновый амилоидоз] в людях."

Доктор Джон Леонард, президент и генеральный директор Терапия Intelliaописал мРНК как «способ оживить редактирование генов CRISPR», добавив, что «CRISPR — это рабочая лошадка; мРНК кодирует его».

В свою очередь, еще в 2015 году фармацевтический гигант (а позже и производитель вакцины против COVID-19) AstraZeneca объявила о сотрудничестве с четырьмя биотехнологическими фирмами, «чтобы использовать технологию CRISPR для редактирования генома на своей платформе для разработки лекарств».

Novartis, другой крупный фармацевтический гигант, объявил о подобном сотрудничестве в том же году.

Еще раз подчеркнув потенциальную роль CRISPR для диагностики, ВЭФ в 2020 году заявил, что эта технология может помочь обеспечить «будущее здравоохранения», что «заключается в децентрализованном тестировании», что приводит к «ускоренному внедрению моделей ухода, основанного на ценности, а не платного здравоохранения, как в Соединенных Штатах».

Прочитайте полную историю здесь…