Genoma Gambits

Manam tētim patika doties pārgājienos lietus mežos netālu no mūsu mājām Havaju salu lielajā salā, bieži vien kopā ar Donu Hemsu, savu kolēģi no Havaju salu universitātes, lai medīt sēnes. Šo braucienu mērķis nebija novākt sēnes, bet gan fotografēt tās pētniecības projektam, kuru vadīja Hemmess. Kad es viņus pavadīju, mani vienmēr pārsteidza mūsu atrasto sēņu neticamā daudzveidība. Skolā nedaudz uzzinot par ģenētiku, es prātoju, kāda veida DNS izmaiņas ir atbildīgas par šo organismu krāsu, formu un izmēru diapazonu. Un kā mēs varētu izdomāt šādus molekulāros parakstus?

Dženifera A. Dudna

Pārsteidziet 30 gadus uz priekšu, un ir kļuvusi rutīna visu organismu genomu sekvencēšana un šīs informācijas interpretācija, lai atklātu novērojamo pazīmju pamatcēloņus. Vienkārša un efektīva tehnoloģija precīzu izmaiņu veikšanai šajās genoma sekvencēs, kas izstrādāta, izmantojot sistēmu, ko baktērijas izmanto vīrusu infekciju apkarošanai, ir plaši izplatīta. Tehnoloģija, ko sauc par CRISPR, balstās uz programmējamu DNS griešanas enzīmu, ko sauc par Cas9, kopā ar tā vadošo RNS, lai ļautu zinātniekiem mainīt ģenētisko informāciju šūnās, audos un veselos organismos. Zinātnieki to ir izmantojuši, lai radītu jaunus kviešu celmus, izārstētu ģenētisku slimību pieaugušu peļu aknās un ražotu izmainītas sēnīšu šūnas, kas spēj veikt efektīvu biodegvielas sintēzi. CRISPR-Cas9 tehnoloģija ir pavērusi tādu pētniecības iespēju pasauli, kas bija neiedomājamas tikai pirms trim gadiem. Tehnoloģija cilvēcei dos labumu daudzos veidos.

Arvien pieaug arī saistīto risku izpratne. CRISPR-Cas9 tehnoloģiju, piemēram, var izmantot, lai mainītu DNS dīgļu šūnās vai embrijos, izraisot pastāvīgas izmaiņas katras diferencētās šūnas ģenētiskajā struktūrā un šī organisma pēcnācējos (skatiet sadaļu Perfekta mazuļa izstrāde ). Sistēma ir tik efektīva, ka tās ieviestās ģenētiskās izmaiņas var kļūt pašvairojošas. Šādus lietojumus varētu izmantot, lai izārstētu cilvēku ģenētiskās slimības vai ierobežotu slimību pārnēsātāju organismu piemērotību, taču ģenētiskās mijiedarbības sarežģītība nozīmē, ka šiem lietojumiem var būt arī neparedzētas sekas, iespējams, izraisot citas slimības.

Ir nepieciešami pētījumi, lai izprastu CRISPR-Cas9 lietderību un riskus šūnās, tostarp cilvēka dzimumšūnās, kā arī riskus, kas raksturīgi jebkurai cilvēka klīniskai lietošanai, kas varētu būt iespējama nākotnē. Mums vajadzētu izpētīt genoma inženierijas izmantošanas sekas, lai kontrolētu organismus, piemēram, odus, kas var izplatīt malāriju vai tropu drudzi. Lai gan mums vajadzētu izmantot šo tehnoloģiju, zinātniekiem ir arī jāsanāk kopā, lai sniegtu norādījumus kolēģiem un regulatoriem par tās atbildīgu izmantošanu.

Dženifera A. Dudna ir bioloģijas un ķīmijas profesore Kalifornijas Universitātē Bērklijā. Viņa bija viena no CRISPR tehnoloģijas izgudrotājām.

paslēpties