Кто такие трансгены люди: Трансгендерный переход — то же самое, что смена пола? Трансгендерные люди живут меньше остальных? Почему их не любят даже некоторые феминистки? Стыдные вопросы про трансгендерность — новая версия!

Три года «ГМО-детям». Что изменил скандальный опыт китайского генетика

На Втором саммите по редактированию генома человека 28 ноября 2018 года китайский генетик Хэ Цзянькуй представил доклад о своем эксперименте по редактированию генома. Его команде удалось изменить геном двух девочек-близняшек (известных под псевдонимами Лулу и Нана) на стадии зародыша. С помощью «молекулярных ножниц» CRISPR/Cas9 в их гены внесли делецию — несколько участков были удалены. Опыт Хэ вошел в историю генетики как один из самых скандальных и противоречивых: многие критиковали его научную целесообразность и этическую допустимость, находили в нем ошибки и угрозы для развития науки. Но были и те, кто винил в случившемся саму атмосферу в научном мире — с ее гонкой за прорывами, где ставки запредельно высоки.

Высокие цели

Заявленной целью команды Хэ было воспроизвести мутацию CCR5delta32, которая встречается у некоторых жителей Европы. У ее носителей отсутствуют 32 пары нуклеотидов в гене CCR5. Из-за этого в организме меняется форма белка на поверхности T-лимфоцита — клетки-мишени для ВИЧ. Родившиеся дети, таким образом, должны были получить врожденную защиту от вируса СПИДа. Более того, они получили бы возможность передать эту защиту потомству. В идеале.

Почва для эксперимента в каком-то смысле уже была подготовлена. Еще в 2016 году китайские генетики из Университета Гуанчжоу попытались воспроизвести мутацию CCR5delta32 на 26 человеческих эмбрионах. Это была удобный способ продемонстировать практические возможности генного редактирования. Вырезать нужный отрезок и «склеить» разрыв ДНК — с этим технология CRISPR/Cas9 справлялась неплохо. Вставить в ген новый участок уже было бы труднее.

Впрочем, гуанчжоусский эксперимент не прошел идеально. Успешные мутации образовались только у 15% эмбрионов. Но и риски были минимальны: биологи в статье подчеркивали, что зародышам дали развиваться лишь в течение 3 дней — тогда как предельный срок для человеческих эмбрионов, принятый в исследовательской практике, составляет две недели. Впрочем, в КНР официального запрета на редактирование жизнеспособных эмбрионов не было. 

Согласно объяснениям Хэ Цзянькуя, целью эксперимента было не желание создать более совершенного человека и не простое медицинское любопытство, а стремление помочь людям с ВИЧ стать родителями. В его опыте участвовала супружеская пара, в которой мать была здорова, а отец — инфицирован ВИЧ. Введение мутации должно было исключить заражение детей вирусом из отцовской спермы. По крайней мере, так утверждал ученый.

Спорная мотивация

В ролике, записанном уже после первых критических замечаний, Хэ активно апеллирует к эмоциям зрителей. “Как отец двух дочек, я не могу представить более прекрасного и полезного для общества дара, чем шанс для любящей пары создать семью, — говорит он. — СМИ взорвались паникой, когда стало известно о рождении в результате ЭКО первого ребенка — Луизы Браун. Но мораль и законы эволюционировали вместе с технологией ЭКО, и в результате за прошедшие сорок лет на свет появились 8 миллионов детей”.

‘ Хэ Цзянькуй — о своем опыте’

Хэ проводил аналогию: генная терапия — это то же ЭКО. Если сегодня наука может дать шанс стать родителями людям с бесплодием, почему бы не позволить ей избавлять будущих детей от болезни? При этом Хэ заочно полемизировал с теми, кто отождествлял развитие геномного редактирования с созданием «дизайнерских детей». «Улучшение интеллекта или выбор цвет глаз — не то, что волнует любящего родителя, — утверждал Хэ. — Такие вмешательства должны быть под запретом».

Любопытно, что часть ученых (в том числе западных) к мотивациям Хэ отнеслась положительно. Так, авторитетный гарвардский генетик Джордж Черч одобрил редактирование генов для предотвращения ВИЧ. Хотя и заметил, что для выводов об успехе эксперимента пока мало данных. Научный руководитель Хэ в университете Райса, профессор физики и биоинженерии Майкл Дим заверил журналистов, что родители дали свое согласие.

Однако критики посчитали недостаточным обоснование для вторжения в геном человека, предъявленное Хэ. Участникам эксперимента можно было помочь иначе, так как современные технологии позволяют очистить сперму от ВИЧ перед оплодотворением. Еще одно возражение было связано с тем, что ученые не просчитали соотношение пользы и рисков, по сути использовав живых людей как испытательный полигон.

Больше рисков, чем пользы?

Постепенно стали появляться все новые подробности, и они были не в пользу Хэ. Китайские власти сообщили, что родители не были должным образом осведомлены о сути эксперимента. Хэ также подделал некоторые документы (в том числе результаты анализов) и обманул сотрудников медицинского центра, где проводились процедуры. Впоследствии по этим обвинениям Хэ приговорили к трем годам тюрьмы и штрафу в 3 млн юаней (почти 500 тысяч долларов).

Но эксперимент Хэ был неидеальным и с научной точки зрения. Прежде всего, внесенная мутация не повторяла естественную. Согласно отчету самой команды Хэ, измененные пары нуклеотидов (участки гена) не совпадали с теми, которые наблюдаются при CCR5delta32. Фермент Cas9 разрезал геном в нужном месте, но разрезы были сшиты случайным образом. Будет ли получившаяся мутация так же эффективна — предсказать было нельзя. А намеренно заражать детей ВИЧ, чтобы проверить это, было бы и вовсе за гранью.

На эту тему

Еще одна серьезная проблема — нецелевые мутации. Инструмент CRISPR/Cas9 работает довольно точно (в сравнении с другими аналогичными инструментами), но не на 100%. Случайные мутации все же были занесены в эмбрионы — это признали сами авторы эксперимента. Их было две, но они — по словам авторов — находились далеко от генов и на работу организма не повлияли бы.

Однако сторонние исследователи не были так оптимистичны. В частности, генетик из Массачусетского университета Шон Райдер обратил внимание, что мутации у «Нана» вызывают сдвиг рамки считывания (последовательности «букв» гена, по которой клеточные механизмы собирают белок). Это может привести к появлению белков с новыми функциями, неправильно свернутым или даже токсичным белкам, способным запустить аутоиммунные реакции.

Наконец, из статьи следовало, что изменения могли не проявиться во всех клетках рожденных детей. Это явление, известное как мозаицизм: присутствие в организме клеток с разным генетическим кодом. Если только часть генов содержала измененную копию CCR5, в то время как в остальных были заключены нормальные копии, оба близнеца могли быть по-прежнему уязвимы к ВИЧ.

Вызов, которого (не) ждали

Когда в прошлом году Нобелевскую премию по физиологии и медицине вручили за изобретение «ножниц для ДНК» (то есть CRISPR/Cas9), практически в каждой новостной статье было упоминание о «ГМО-детях». Эксперимент Хэ оказался надежно вписан в историю генного редактирования, если не всей генетики. Между тем, до сих пор трудно ответить на вопрос: о чем это было?

В ходе расследования лаборатория ученого была закрыта. Личности «Лулу» и «Нана» так и остались засекреченными, а каких-либо публикации об их текущем состоянии нет. При этом китайские власти впоследствии объявили, что в результате опыта на свет появился и третий ребенок, о котором ничего не известно. В строгом научном смысле опыт Хэ обернулся провалом. Если бы речь шла про мышей или даже шимпанзе, это была бы просто личная неудача конкретного ученого.

Но важно то, что «ГМО-дети» стали международной сенсацией. То, о чем ученые опасались говорить публично, что могли всерьез обсуждать только в кулуарах, вдруг стало реальностью. Теперь им приходилось на это реагировать, даже если прежде они предпочитали держать свое мнение при себе. Главный вопрос, который стоял на повестке: открыл ли Хэ ящик Пандоры? Можно ли считать его опыт прецедентом, и в чем именно он ошибся?

На эту тему

Один из самых радикальных откликов поступил из России. Молекулярный биолог Денис Ребриков заявил о намерении провести аналогичный опыт, но аккуратнее. В качестве мишени для редактирования Ребриков выбрал ген, связанный с наследственной глухотой. «[Его] проект является опрометчиво оппортунистическим, явно неэтичным и подрывает доверие к технологии, которая призвана помогать, а не вредить», — отреагировала тогда пионер в работе с инструментом CRISPR Дженнифер Дудна. «Прогресс нельзя остановить словами на бумаге», — отозвался ученый. Впрочем, Минздрав РФ не одобрил эксперимент.

В марте 2019 года 18 ведущих ученых-генетиков призвали ввести мораторий на клиническое использование технологии редактирования человеческих зародышевых линий, то есть изменения наследуемой ДНК для создания генетически модифицированных детей. За время действия запрета, по мысли авторов, должны быть выработаны четкие механизмы, регулирующие эксперименты, а также создан глобальный координационный орган.

Идею запрета не поддержала экспертная группа, созданная Всемирной организацией здравоохранения месяц спустя после скандала с опытом Хэ. В июле 2021 года она выпустила рекомендации по редактированию ДНК. Эксперты признали, что у технологии есть большой потенциал для медицинского применения, но бесконтрольное использование может привести к ошибкам, которые закрепятся в геноме будущих поколений. 

Принятый ВОЗ документ ставил во главу угла контроль и максимальную прозрачность работ. Он содержал три основных предложения: ввести единый реестр экспериментов по геномному редактированию; создать систему информирования, чтобы любой ученый или врач мог анонимно сообщить об известных ему подпольных лабораториях и незаконных опытах; усилить обмен информацией между разными странами и научными группами.

Ковбойская наука

Некоторые противники идеи моратория указывали на то, что его введение не остановит энтузиастов. Например, молекулярный генетик из Лондонского университетского колледжа Хелен О’Нилл заметила, что во многих странах существует местное регулирование, но такие люди, как Цзянькуй Хэ, не будут учитывать его. Их сильнее манит слава первопроходцев, чем пугают риски и издержки.

На эту тему

Историк науки из Аризонского университета Бенджамин Хорлбат вспоминал, как спустя месяц после скандальной конференции с ним связался сам Хэ. Он рассказал о своем научном пути — и в частности, упомянул о том, как в 2017 году присутствовал на небольшом закрытом семинаре, организованном Дудной в Калифорнийском университете в Беркли. Сотрудник одного элитного американского университета тогда заметил: «Многие крупные открытия совершаются одним или несколькими учеными… это ковбойская наука».

«Эти слова очень повлияли на меня, — приводит слова ученого Хорлбат. — Вам всегда нужен кто-то, способный разбить стекло». В январе 2019 года, находясь под следствием, он заявил правительственной комиссии: «Я твердо верю, что делаю это, чтобы способствовать прогрессу человеческой цивилизации. История будет на моей стороне». Последние слова звучат как парафраз знаменитой фразы Фиделя Кастро «История меня оправдает», сказанной им на судебной процессе в 1953 году. Спустя шесть лет он возглавил революцию — а затем и Кубу.

По мнению Хорлбата, сама атмосфера в передовых науках, где ставки невероятно высоки, побуждает ученых спешить и пренебрегать правилами. «Во время интервью с Хэ меня не покидала мысль, что он не «слетел с катушек», — отмечает Хорлбат. — Он пытался выиграть гонку. Его ошибка была не в нежелании прислушиваться к научным корифеям, но в том, что он слушал их слишком внимательно. Он принимал их поддержку и впитывал в себя то, что говорится во внутреннем пространстве науки о том, куда движутся редактирование генома и человечество».

История Хэ Цзянькуя оказалась плохим примером. Однако до него многие герои от науки все же получали свои лавры. И не все из них были образцами научной этики. Так, вирусолог Джонас Солк ввел разработанную им экспериментальную вакцину от полиомиелита себе и своим родственникам. Пьер Кюри ставил себе компрессы с солями радия. А Барри Маршалл выпил культуру бактерий Helicobacter pylory, чтобы доказать ее роль в развитии гастрита. Эти истории вдохновляли и вдохновляют многих современных ученых, подчеркивает Хорлбарт.

«До сих пор история CRISPR была о гонке за право быть первым, кто напишет не только научные статьи, но и правила для будущего человечества, — размышляет Хорлбарт. — Погоня за статусом творца будущего оставляет мало места для анализа прошлого. Нам нужно слушать не только тех, кто пишет захватывающие истории о технологическом будущем, но и тех, кто напоминает о хрупкости и многообразии человечества».

Антон Солдатов

Трансгенные растения — спасители планеты или бомбы замедленного действия?

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Вот уже более 30 лет, с момента создания Г. Шеллом первого трансгенного растения, потребителей беспокоит вопрос о том, безопасны ли генетически модифицированные организмы. Новые гены в них дают большие преимущества перед нетрансформированными сородичами, увеличивая и сохраняя урожай без использования химикатов и гербицидов, но должны ли мы бояться отдаленных последствий воздействия генетически измененных продуктов питания и ограничивать себя в их потреблении? Что скрывается за аббревиатурой «ГМО» на упаковке моркови, и стоит ли содрогаться при виде этих трех странных букв? Действительно ли опасения имеют почву, или же это дезинформация потребителя производителями традиционных продуктов? Давайте разбираться.

Эта статья представлена на конкурс научно-популярных работ «био/мол/текст»-2014 в номинации «Лучший обзор».

---

Главный спонсор конкурса — дальновидная компания «Генотек».
Конкурс поддержан ОАО «РВК».

---

Спонсором номинации «Биоинформатика» является Институт биоинформатики.
Спонсором приза зрительских симпатий выступила фирма Helicon.
Свой приз также вручает Фонд поддержки передовых биотехнологий.

Немного истории

На самом деле, фермеры изменяли генетический аппарат растений уже тысячи лет. Интуитивно скрещивая друг с другом определенные растения с наилучшими свойствами, фермеры заметили, что эти свойства сохраняются в потомстве. Так зарождалась селекция. После того, как в начале XX века наука взяла на вооружение генетические законы Менделя, работа селекционеров значительно упростилась. А уже в конце 20-х годов ΧΧ века исследователи обнаружили, что можно улучшить нужные свойства растений с помощью мутаций. Количество мутаций можно было увеличить с помощью рентгеновских лучей и различных химикатов. В результате таких экспериментов было получено около двух десятков различных сортов растений для пищевых целей, и такие эксперименты продолжаются и сегодня [1]. Но данный метод дает довольно непредсказуемые результаты, ведь мутации спонтанны, и сложно предугадать, какая получится — полезная или нет.

Рисунок 1. Человек занимался модификацией растений еще с древних времен. Иначе откуда у нас столько сортов каждого овоща или фрукта?

Alimentations et boissons

Но уже в 1981 году Шелл и его команда создала первое трансгенное растение — новый сорт табака — с помощью методик генной инженерии. С тех пор многие лаборатории по всему миру пользуются этим методом, создавая новые трансгенные растения, благодаря которым может быть побежден голод и загрязнение планеты неумеренным использованием удобрений [2].

Генетически модифицированные растения — это растения, генотип (то есть, совокупность всех генов) которых был искусственно изменен с помощью генной инженерии. Генетическая модификация отличается целенаправленным изменением генотипа организма в отличие от случайного изменения, характерного для естественного и искусственного мутационного процесса [3].

Предположим, что создание трансгенного организма завершено (см. врезку), осталось посадить его и вырастить. Но нужно ли это делать?

Почему мы боимся трансгенных растений и оправдано ли это?

Применение трансгенных растений в сельском хозяйстве возбудило опасения и недовольство общества относительно их возможного влияния на дикую природу, здоровье человека и экологию. Например, дебаты разгорелись после публикации результатов лабораторных исследований, в которых пыльца трансгенной кукурузы убивает гусениц бабочки-монарха. Хотя вскоре после этого Агентство по охране окружающей среды США показало, что вероятность влияния кукурузы на личиночную стадию бабочки совершенно незначительна в естественных условиях или вовсе отсутствует из-за различных мест их обитания [5].

Или нашумевший эксперимент с крысами. Животных кормили трансгенной кукурузой, и у них стали появляться опухоли. Но исследователи использовали крыс линии Спраг Доули, которые в норме дают опухоли у 80% популяции. Эксперимент был опровергнут многими учеными, так как не была установлена зависимость от количества потребления кукурузы, не было контрольной линии крыс и возникало множество вопросов о правильности постановки эксперимента [6]. Но все же именно этот опыт с крысами дал достаточно сильный резонанс в обществе и подтолкнул общественность к резко негативному настрою против генно-модифицированных растений.

Рисунок 2. Крысы — одни из основных лабораторных животных. Есть множество линий этих грызунов, и многие из них отличаются серьезными особенностями физиологии. Поэтому при любом эксперименте важно правильно подбирать подопытных животных, а также проводить такое исследование, чтобы оно могло быть принято и учеными сообществом, и населением планеты.

AAALAC accreditation for Envigo lab in the Netherlands

Как трансгенные растения могут спасти экологию и людей от постоянного отравления?

ΧΧ век был веком торжества химии. Именно тогда активно применялись многие пестициды — вещества различной химической природы, используемые для защиты культурных растений от сорняков, вредителей и болезней, т. е. химические средства защиты растений. Однако для человека эти вещества могут быть вредны.

Несмотря на то, что используется много способов для очищения продуктов питания от пестицидов, они все равно так или иначе попадают на стол потребителя — через растения, которые впитали их с водой из почвы; через молоко или мясо коров и других животных, которые съели опрысканные химикатами растения; через воду, которая принесла в городскую систему водоснабжения пестициды с опрысканных полей. Пестициды будут присутствовать в продукте даже при интенсивной физической обработке, так как не разрушаются ни при высокой температуре, ни при консервации. Ни один производитель не напишет на упаковке, что в его продукте присутствуют пестициды, а они там всегда есть, хотя бы в очень малых количествах; за последние 10 лет уровень пестицидов в продуктах увеличился в 5 раз [5]. Впору задуматься. А ведь именно ненавистные многим генно-модифицированные растения могут спасти человека от ежедневного поедания химикатов.

Основной способ исключить использование пестицидов — это создать растения, устойчивые к насекомым-вредителям. Создание этой устойчивости включает в себя внедрение в генотип растения гена, отвечающего за синтез вещества, которое пагубно действует на насекомых. Были проведены исследования, которые доказали, что это вещество никак не действует на птиц, млекопитающих и человека, зато насекомые, пытающиеся съесть такое растение, погибают [4]. Именно этот способ борьбы с насекомыми спасает ежегодно многие гектары посевных площадей без вреда для окружающей среды, человека и животных.

Также есть еще один достаточно интересный метод для контроля насекомых-вредителей — внедрение в популяцию насекомых «биодиверсантов»  — носителей летальных генов, и при их размножении вся популяция погибает [5]. Это довольно интересная перспектива уничтожения вредителей, но она имеет и обратную сторону — внедрение таких особей может привести не только к уничтожению одной малой популяции, но и вида в целом, что нарушит экосистему в данной местности, поэтому этот метод широко не распространен и применяется под строгим контролем. Кроме того, в настоящее время эта методика не отработана до совершенства.

Строго говоря, попытка справиться с насекомыми с помощью биодиверсантов на сегодняшний день выглядит утопичной. Бедные насекомые-носители летальных мутаций — такие доходяги, что с трудом могут выжить, а не то что оставить конкурентоспособное потомство, которое вытеснит нативных насекомых. — Ред.

Рисунок 3. Нерегулируемое распыление пестицидов на поле. Откуда вы знаете, что ветер или вода не занесет химикаты на ваш стол, в ваши форточки или в вашу питьевую воду?

Elevation of Tiplersville, MS, USA

Растения, которые спасают десятки тысяч жизней

Очень часто можно слышать или читать о вреде трансгенных растений, о подозрительных экспериментах, проводимых над животными, но почему-то обычно на второй план уходит одна из главных задач этих организмов, с которой они замечательно справляются — спасение от голода и нехватки жизненно важных питательных веществ жителей нашей планеты. Количество населения растет с каждым годом: нас уже больше 7 миллиардов [7], и традиционное сельское хозяйство не может прокормить такое количество народа. Вспомним трансгенные растения, благодаря которым удалось спасти миллионы жизней.

Например, золотой рис. Наверняка многим знакомо это название, но вряд ли кто-либо интересовался, что оно значит и откуда взялось это растение. А на самом деле это трансгенный организм, который впервые появился всего лишь в 2000 году, но уже спас миллионы жизней в Юго-Восточной Азии и Африке только потому, что в его геном был вставлен ген, взятый из очаровательного цветка — нарцисса. Этот ген кодирует производство β-каротина — про-витамина А [8]. Пятнадцать лет назад по статистике только в Индии четверть миллиона детей слепла от болезни, проявляющейся при дефиците витамина А — куриной слепоты, и более 13 млн. человек ежегодно заболевали этой болезнью. Недостаток β-каротина также усугубляет множество детских и респираторных заболеваний. Ежедневное потребление порции «золотого» риса способно обеспечить человека витамином А на 20–40%. Кроме того, проведенные в 2012 году исследования показали, что β-каротин золотого риса усваивается у детей лучше, чем β-каротин шпината или масла, и к тому же он намного доступнее и дешевле. Улучшение детского питания позволило сократить заболеваемость на один миллион в год [9].

Рисунок 4. Обыкновенный (слева) и золотой (справа) рис. Первый шаг к спасению от мирового голода и дефицита незаменимых веществ.

GMOs are beneficial

Опасны ли трансгенные растения для человека и экосистемы?

Каждый интересующийся темой трансгенных растений слышал ужасающую историю о том, что части их ДНК могут встраиваться в человеческие хромосомы и вызывать невероятные, опасные для жизни мутации. Вряд ли сейчас кто-либо может дать ответ, где и когда появилась эта идея, но разъяснить ее необходимо.

На уроках биологии в школе всем, даже тем, кому совершенно чужда эта наука, рассказывали о том, как функционирует пищеварительная система, как белки, жиры и углеводы распадаются каждый до маленьких «кирпичиков», из которых они состоят. Так же и ДНК всех без исключения организмов на нашей планете состоит из маленьких составляющих — нуклеотидов. Их всего четыре — аденин, гуанин, цитозин и тимин, — и у каждого организма они одинаковы, начиная от маленьких водорослей в океане и заканчивая львом или человеком. Поэтому, когда ученые встраивают ген в организм, они используют эти же четыре кирпичика. И также как белки, жиры и углеводы, гены, будь они природные или внесенные в растения человеком, распадутся в пищеварительной системе на составляющие — нуклеотиды [2]. Ведь если предположить, что чужеродные ДНК, попадающие в нас каждый день даже с традиционной пищей, встраивались в нас с каждым ее приемом, то каждый из нас давно бы стал похожим на морковку или коровку, в зависимости от личных предпочтений. Но ведь мы до сих пор люди, не так ли?

Рисунок 5. Строение ДНК — от хромосомы до нуклеотида. Строение ДНК одинаково у всех организмов независимо от их вида, происхождения или модификации. А пищеварительная система человека устроена именно так, чтобы разбить любую попадающую в нее ДНК на ее составляющие — нуклеотиды.

Molekularbiologische Datenbanken

А теперь обсудим возможные опасности, которые может представлять трансгенные растения для экосистемы. В большинстве статей поднимаются два возможных варианта влияния генно-модифицированных растений на экосистемы планеты — это вытеснение устойчивыми к внешним воздействия модифицированными растениями их диких собратьев из экологических ниш, что может привести к изменению флоры, а также «утечка» трансгенов в окружающую среду [10]. Рассмотрим подробнее оба этих варианта.

Первой проблемой обеспокоено много ученых, ведь, на первый взгляд, все трансгенные растения приспособленнее своих диких собратьев. Но на деле это те же культурные сорта растений, которым необходим уход и забота со стороны человека, иначе их вытеснят сорняки [10]. Да, проблема является до сих пор открытой и вызывает множество споров; однако заметим, что за тридцатилетнюю историю культивирования трансгенных растений ни одно из них еще не встречалось в дикой природе.

А вторая проблема, над которой бьются экологи, — это «миграция» трансгенов между популяциями: то есть перенос генов между трансгенными сортами и дикими подвидами растений [5]. Ученые давно обсуждению эту проблему и методы ее избежания, но однозначной политики на данный счет нет.

Делая обзор о проблемах генно-модифицированных растений, всегда необходимо упоминать об экологических проблемах, о рисках влияния на окружающую среду. Но вряд ли риски генно-модифицированных растений сравнятся с рисками выбросов химических соединений, используемых при традиционном культивировании растений, в атмосферу и воду.

Какое будущее нас ждет?

Население нашей планеты неуклонно растет, а каждый новый человек требует ресурсов для жизни. Традиционное сельское хозяйство, в частности растениеводство, не может удовлетворить потребности всех людей, и поэтому его приходится совершенствовать. Новое всегда пугает и вызывает опасения. В начале развития компьютеров человечество боялось их; так и теперь боится новых, непонятных достижений генной инженерии. Общество подозрительно, люди хотят знать, что они едят. И это правильно, но отказываться от новых способов прокормить миллиарды человек было бы совершенно неразумно, особенно если учесть тот факт, что на данный момент это единственное разрешение проблемы голода и недостатка важнейших питательных веществ для людей во всем мире.

Главное — не бояться видеть в новом положительное, узнавать о нем все, что можно узнать, и делать выводы на достоверных фактах. Тогда мы сможем спастись от множества заблуждений.

1. Byrne P., Ward S., Harrington J., Fuller L. (2002). Transgenic Cops: an introduction and resource guide. Colorado State University ;
2. Комов В.П. и Шведова В.Н. Биохимия: учебник для вузов. М.: «Дрофа», 2008. — 638 с.;
3. Heller K.J. Genetically Engineered Food: Methods and Detection (2nd Edition). Wiley-Blackwell, 2006. — 322 p.;
4. Schmid R.D. Taschenatlas der Biotechnologie und Gentechnik. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2006. — 360 p.;
5. Walker S. Biotechnology Demystified. McGraw-Hill Education, 2006. — 289 p.;
6. Gilles-Eric Séralini, Emilie Clair, Robin Mesnage, Steeve Gress, Nicolas Defarge, et. al.. (2014). Republished study: long-term toxicity of a Roundup herbicide and a Roundup-tolerantgenetically modified maize. Environ Sci Eur. 26;
7. 7 000 000 000;
8. X. Ye. (2000). Engineering the Provitamin A (-Carotene) Biosynthetic Pathway into (Carotenoid-Free) Rice Endosperm. Science. 287, 303-305;
9. Guangwen Tang, Yuming Hu, Shi-an Yin, Yin Wang, Gerard E Dallal, et. al.. (2012). Retracted: β-Carotene in Golden Rice is as good as β-carotene in oil at providing vitamin A to children. The American Journal of Clinical Nutrition. 96, 658-664;
10. Экологические риски, связанные с культивированием генетически-модифицированных растений. (2008). «ГМО».

Среди нас ходят генетически модифицированные люди

Среди нас ходят генетически модифицированные люди

https://www.nytimes.com/2018/12/01/sunday-review/crispr-china-babies-gene-editing.html

Реклама

ПРОПУСТИТЬ РЕКЛАМУ

анализ новостей

И пока все в порядке. Америке нужны трезвые дебаты о плюсах и минусах Crispr, а не параноидальный запрет на технологию.

Китайский исследователь Хэ Цзянькуй на конференции по редактированию генома в среду. Доктор Хе говорит, что он модифицировал гены близнецов, родившихся в ноябре, чтобы защитить их от ВИЧ. Кредит… Кин Чеунг/Associated Press

Автор Карл Циммер

Г-н Циммер — научный обозреватель The New York Times.

1 декабря 2018 г.

Казалось, что человечество пересекло важную черту: в Китае ученый по имени Хэ Цзянькуй объявил в понедельник, что в ноябре родились близнецы с геном, который он отредактировал, когда они были эмбрионы.

Но в каком-то смысле эта новость вовсе не нова. Несколько генетически модифицированных людей уже ходят среди нас.

В середине 1990-х годов врачи-репродуктологи в Нью-Джерси придумали, как помочь женщинам завести детей. Они подозревали, что некоторые женщины изо всех сил пытались забеременеть из-за дефектного материала в яйцеклетках.

Чтобы омолодить их, врачи извлекли часть желеобразной начинки из яйцеклеток, пожертвованных здоровыми женщинами, и ввели ее в яйцеклетки своих пациенток перед проведением экстракорпорального оплодотворения.

Исследователи не обращались в Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов за разрешением опробовать процедуру. Только после того, как их пациенты начали рожать здоровых детей, они поделились новостью о том, что это, похоже, сработало. Как только об этом стало известно, потенциальные родители устремились в клиники, чтобы сами попробовать эту процедуру.

Но другие люди отреагировали скорее шоком, чем воодушевлением. Наши клетки производят топливо на миниатюрных фабриках, называемых митохондриями. И каждая митохондрия несет свой небольшой набор генов. Врачи-репродуктологи из Нью-Джерси могли создать детей с ДНК трех человек, а не двух.

Оказалось, что это действительно так. Врачи обнаружили, что некоторые из детей несли митохондриальную ДНК от доноров в дополнение к своим родителям. В своем отчете об этом открытии за 2001 год они назвали его «первым случаем генетической модификации зародышевой линии человека, в результате которой появились нормальные здоровые дети». Зародышевая линия — это линия клеток, дающая начало новому человеку.

F.D.A. не был доволен. Он разослал в клиники письма с требованием подать заявку на тестирование метода, как если бы это был новый экспериментальный препарат. Эти бюрократические препоны были настолько устрашающими, что в клиниках перестали делать инъекции яиц.

К тому времени около дюжины детей родились со смесью ДНК. Может быть, есть и другие — никто точно не знает.

Позже врачи из Нью-Джерси разыскали некоторых из этих детей и не обнаружили ничего необычного в их здоровье в подростковом возрасте. Тем временем некоторые биологи осознали, что вариация их методики могла бы сделать кое-что еще: предотвратить болезни, которые в противном случае были бы неизлечимы.

Подобно ДНК в наших хромосомах, ДНК в наших митохондриях может мутировать. Мутации могут вызывать симптомы, начиная от слепоты и заканчивая ранней смертью, и женщины передают их своим детям. По оценкам, один из 5000 человек страдает митохондриальным заболеванием, и для подавляющего большинства не существует эффективных методов лечения. Ученые задавались вопросом, смогут ли они избавиться от этих болезней, заменив митохондрии.

Предложенная ими процедура началась с извлечения хромосом пациентки из одной из ее яйцеклеток. Затем они взяли яйцеклетку от здорового донора и также удалили ее хромосомы. Наконец, они вставили хромосомы пациента в донорскую яйцеклетку и оплодотворили ее спермой.

Испытания так называемой митохондриальной заместительной терапии, проведенные на мышах и обезьянах, дали обнадеживающие результаты. Но когда ученые обратились к правительству Соединенных Штатов с просьбой опробовать его на человеческих яйцах, им отказали.

Людей беспокоили не только возможные медицинские риски. Многие восприняли это как оскорбление человеческого достоинства.

«Это жуткая форма евгенического клонирования человека», — заявил конгрессмен от штата Небраска Джефф Фортенберри на слушаниях в 2014 году9.0003

Два года спустя в законопроект о бюджете Конгресса было таинственным образом включено положение, запрещающее F.D.A. даже не рассматривая митохондриальную заместительную терапию. Поэтому исследователи ушли в подполье.

В 2016 году американский врач-репродуктолог по имени Джон Чжан объявил, что отправился в Мексику, чтобы незаметно провести процедуру женщине из Иордании с неврологическим заболеванием под названием синдром Ли. Она родила мальчика, который выглядел здоровым. Но она и ее муж не были заинтересованы в том, чтобы позволить ученым следить за здоровьем их ребенка. Больше о его судьбе мы ничего не знаем.

Эта история громко повторилась на этой неделе, когда доктор Хэ, доцент Южного университета науки и технологий в Шэньчжэне, рассказал миру, что он создал младенцев с отредактированными генами, изменив ДНК человеческих эмбрионов с помощью новой технологии. называется Crispr.

Он вырезал небольшую часть ДНК из гена CCR5. Люди, у которых отсутствует этот фрагмент генетического материала, оказываются устойчивыми к инфекциям ВИЧ. Доктор Хе рассудил, что генетически модифицированные дети также будут сопротивляться вирусу.

В воскресенье MIT Technology Review опубликовала новость, за которой последовала длинная статья Associated Press. Доктор Хе разместил в сети серию триумфальных видеороликов, а в среду он отправился на крупную конференцию по редактированию генов в Гонконге, чтобы показать слайды с некоторыми подробностями своей работы .

Как и доктора по лечению бесплодия в Нью-Джерси до него, доктора Хе резко осудили за скрытное безрассудство. В четверг организаторы встречи в Гонконге выступили с заявлением, в котором назвали рождение близнецов «безответственным». Они сказали, что доктор Хе плохо спланировал исследование, и назвали его этические соображения «провалом». Некоторые ученые, наблюдавшие за выступлением доктора Хе, задавались вопросом, мог ли он на самом деле удалить не тот фрагмент гена CCR5. Китайское правительство назвало эту процедуру незаконной и начало расследование.

Я связался с Гленном Коэном, профессором Гарвардской школы права, изучающим репродуктивные технологии, и попросил его угадать, что будет дальше. Его прогноз звучал как повторение истории с митохондриальным замещением.

«Я предполагаю, что произойдет то, что во всем мире будут приняты строгие меры регулирования», — сказал мне профессор Коэн. Он предсказал полный запрет технологии. «Люди напуганы, а когда они напуганы, они принимают не такие изощренные решения».

В среду комиссар Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов Скотт Готтлиб, похоже, отчасти поверил предсказанию профессора Коэна. В интервью BioCentury он раскритиковал научное сообщество за то, что оно не смогло остановить доктора Хэ, и предупредил о «потенциальных правилах и законах, которые могли бы быть гораздо более строгими, чем они могли бы быть в противном случае, если бы было больше уверенности в том, что сообщество способно самостоятельно установить соответствующие стандарты».

Это было бы позором. Бывают случаи, когда редактирование человеческих эмбрионов имеет смысл с медицинской точки зрения. В прошлом году Национальная академия наук и Национальная академия медицины выпустили подробные инструкции о том, какие случаи могут соответствовать критериям. Хотя они не указывали на какое-либо конкретное заболевание, они утверждали, что его следует рассматривать только тогда, когда никакое другое лечение не может позволить родителям иметь здорового ребенка.

К счастью, история предлагает нам другой путь. Достаточно посмотреть, что случилось с митохондриальной заместительной терапией в Великобритании.

Когда британские ученые выдвинули идею использования процедуры на человеческих яйцеклетках, в стране велся серьезный открытый разговор о плюсах и минусах. Министерство здравоохранения провело длительное расследование. Парламент провел публичные дебаты. А в 2015 году был принят закон, утверждающий процедуру.

Британское правительство не создавало медицинский Дикий Запад, где врачи могли свободно использовать эту процедуру в любое время. Клиники должны были получить лицензию от британского Управления по оплодотворению и эмбриологии человека, которое будет контролировать процедуры и следить за детьми на протяжении всей их жизни, чтобы проверить наличие неожиданных побочных эффектов.

В феврале этого года власти объявили, что впервые одобрили использование митохондриальной заместительной терапии у двух женщин в клинике по лечению бесплодия в Ньюкасле. В четверг представитель властей отказался сообщить, родились ли в результате дети.

Вполне естественно, что мир сосредоточил свое внимание на двух младенцах, родившихся в Китае. Но эти младенцы в Британии тоже заслуживают нашего внимания. Мы можем выбирать, какие из них представляют будущее.

Карл Циммер ведет колонку «Материя» в «Нью-Йорк Таймс» и является автором книги «У нее материнский смех: силы, извращения и потенциал наследственности».

Следите за разделом мнений The New York Times на Facebook , Twitter (@NYTopinion) и Instagram , 9 0003

Карл Циммер ведет колонку «Материя». Он является автором тринадцати книг, в том числе «У нее материнский смех: силы, извращения и потенциал наследственности». Подробнее о Карл Циммер

Версия этой статьи напечатана в разделе SR, стр. 3 нью-йоркского издания под заголовком: Генетически модифицированные люди ходят среди нас. Заказать репринты | Сегодняшняя газета | Подписаться

Генная терапия и генная инженерия

Введение

Клетки человека или другого организма имеют части, называемые «генами», которые контролируют химические реакции в клетке, которые заставляют ее расти и функционировать и в конечном итоге определяют рост и функцию организма. Организм наследует некоторые гены от каждого родителя, и, таким образом, родители передают определенные черты своему потомству.

Генная терапия и генная инженерия — две тесно связанные технологии, которые включают изменение генетического материала организмов. Различие между ними основано на цели. Генная терапия направлена ​​на изменение генов для исправления генетических дефектов и, таким образом, предотвращения или лечения генетических заболеваний. Генная инженерия стремится модифицировать гены, чтобы расширить возможности организма сверх того, что обычно.

Этические споры окружают возможное использование обеих этих технологий на растениях, нечеловеческих животных и людях. В частности, в отношении генной инженерии, например, возникает вопрос, правильно ли было бы возиться с человеческими генами, чтобы сделать людей способными превзойти лучших олимпийских спортсменов или намного умнее Эйнштейна.

Запутанная терминология

Если под генной инженерией понимать в очень широком смысле любое преднамеренное генетическое изменение, то она включает генную терапию. Таким образом, можно услышать о «терапевтической генной инженерии» (генной терапии) и «негативной генной инженерии» (генной терапии), в отличие от «генной инженерии усиления» и «позитивной генной инженерии» (то, что мы называем просто «генной инженерией»).

Мы используем фразу «генная инженерия» в более узком смысле для вида изменения, которое направлено на улучшение, а не на лечение. Мы используем термин «генная терапия» для обозначения усилий, направленных на то, чтобы привести людей к норме, а «генная инженерия» или «улучшение генной инженерии» — для усилий, направленных на расширение возможностей людей за пределами нормы.

Соматические клетки и репродуктивные клетки

Два основных типа клеток — это соматические клетки и репродуктивные клетки. Большинство клеток в нашем организме соматические — клетки, из которых состоят такие органы, как кожа, печень, сердце, легкие и т. д., и эти клетки отличаются друг от друга. Изменение генетического материала в этих клетках не передается потомству человека. Репродуктивные клетки — это сперматозоиды, яйцеклетки и клетки очень ранних эмбрионов. Изменения в генетическом составе репродуктивных клеток будут передаваться потомству человека. Эти изменения репродуктивных клеток могут привести к другой генетике соматических клеток потомства, чем это могло бы произойти в противном случае, потому что генетический состав соматических клеток напрямую связан с генетическим составом зародышевых клеток, из которых они произошли.

Методы генетического изменения

При изменении генов необходимо столкнуться с двумя проблемами. Во-первых, какие изменения нужно внести в ген. Во-вторых, как включить это изменение во все другие ячейки, которые необходимо изменить для достижения желаемого эффекта.

Есть несколько вариантов изменения гена. ДНК в гене может быть заменена другой ДНК извне (так называемая «гомологическая замена»). Или ген может быть вынужден мутировать (изменить структуру — «селективная обратная мутация»). Или можно просто добавить ген. Или можно использовать химическое вещество, чтобы просто отключить ген и предотвратить его действие.

Существует также несколько вариантов распространения генетических изменений на все клетки, которые необходимо изменить. Если измененная клетка является репродуктивной клеткой, то несколько таких клеток могут быть изменены, и это изменение достигнет других соматических клеток, поскольку эти соматические клетки были созданы по мере развития организма. Но если бы изменение было произведено в соматической клетке, изменение всех других соответствующих соматических клеток по отдельности, как и первой, было бы непрактично из-за огромного количества таких клеток. Клетки крупного органа, такого как сердце или печень, слишком многочисленны, чтобы изменяться одна за другой. Вместо этого для достижения таких соматических клеток общепринятым подходом является использование носителя или вектора, который представляет собой молекулу или организм. Например, в качестве вектора можно использовать вирус. Вирус был бы безобидным или измененным, чтобы не вызывать болезни. Ему вводили генетический материал, а затем, когда он размножался и «заражал» клетки-мишени, он вводил новый генетический материал. Это должен быть очень специфический вирус, который заражал бы, например, клетки сердца, не заражая и не изменяя все остальные клетки тела. Жировые частицы и химические вещества также использовались в качестве переносчиков, потому что они могут проникать через клеточную мембрану и перемещаться в ядро ​​клетки с новым генетическим материалом.

Аргументы в пользу генной терапии и генной инженерии

Генная терапия часто считается морально не вызывающей возражений, хотя и требует осторожности. Основные аргументы в его пользу заключаются в том, что он дает возможность излечивать некоторые заболевания или расстройства у тех, у кого есть проблемы, и предотвращать заболевания у тех, чьи гены предрасполагают к этим проблемам. Если проводить генную терапию на репродуктивных клетках, то она может уберечь детей от переноса таких генов (неблагоприятных генетических заболеваний и нарушений), которые дети получили от своих пациентов.

Генная инженерия для улучшения организмов уже широко используется в сельском хозяйстве, прежде всего в генетически модифицированных (ГМ) культурах (также известных как ГМО – генетически модифицированные организмы). Например, сельскохозяйственные культуры и домашние животные были спроектированы таким образом, чтобы они были устойчивы к гербицидам и пестицидам, а это означает, что фермеры могут затем использовать эти химические вещества для борьбы с сорняками и насекомыми на этих культурах, не рискуя нанести вред этим растениям. В будущем генетическое усовершенствование может быть использовано для создания сельскохозяйственных культур с большей урожайностью и питательной ценностью, а также для селекции сельскохозяйственных животных, скаковых лошадей и выставочных животных.

Генетически модифицированные бактерии и другие микроорганизмы в настоящее время используются для производства человеческого инсулина, гормона роста человека, белка, используемого для свертывания крови, и других фармацевтических препаратов, и количество таких соединений может увеличиться в будущем.

Улучшение людей все еще в будущем, но основной аргумент в пользу этого заключается в том, что это может значительно улучшить жизнь за счет улучшения определенных характеристик людей. Мы ценим ум, красоту, силу, выносливость и определенные личностные характеристики и поведенческие тенденции, и если бы оказалось, что эти черты обусловлены генетическим компонентом, мы могли бы улучшить людей, наделив их такими чертами. Сторонники генной инженерии отмечают, что многие люди уже пытаются улучшить себя такими способами — с помощью диеты, физических упражнений, образования, косметики и даже пластической хирургии. Люди стараются делать это для себя, а родители стараются обеспечить этим своих детей. Если упражнения для улучшения силы, ловкости и общей физической подготовки являются стоящей целью, и если кого-то хвалят за получение образования для повышения его умственных способностей, то почему бы не сделать это с помощью генетики?

Сторонники генной инженерии также рассматривают усовершенствование как вопрос основной репродуктивной свободы. Мы уже чувствуем себя вправе выбирать себе пару отчасти на основании возможности родить желанных детей. Мы считаем, что нет ничего плохого в выборе партнера, который, как мы надеемся, может родить умных, привлекательных детей, а не другого партнера, который может родить менее желанных детей. Выбор партнера для того типа детей, который может получиться, является вопросом базовой репродуктивной свободы, и у нас есть свобода выбирать лучшие гены, которые мы можем, для наших детей. Почему, рассуждает аргумент, у нас должно быть меньше свободы, чтобы дать нашим детям лучшие гены, которые мы можем получить путем генетического улучшения?

Тех, кто выступает за значительное изменение человека с помощью таких технологий, как генная инженерия, иногда называют «трансгуманистами».

Аргументы против генной терапии

Три аргумента, иногда приводимые против генной терапии, заключаются в том, что она слишком опасна с технической точки зрения, что она дискриминирует или провоцирует дискриминацию в отношении людей с ограниченными возможностями и что в некоторых случаях она может становиться все более неуместной.

Возражение об опасности указывает на то, что несколько недавних попыток генной терапии в клинических испытаниях попали в заголовки газет из-за трагической гибели некоторых людей, участвовавших в испытаниях. Неизвестно, в какой степени это было связано с самой генной терапией, в отличие от ранее существовавших условий или неправильных методов исследования, но в свете таких событий некоторые критики призвали прекратить генную терапию до тех пор, пока не станет известно больше. . Мы просто недостаточно знаем о том, как работает генная терапия и что может пойти не так. Особое беспокойство вызывает то, что

• векторы могут доставлять ДНК в клетки, отличные от клеток-мишеней, с непредвиденными результатами
• вирусы как переносчики могут быть не такими безобидными, как предполагалось, и могут вызывать заболевания
• добавление новых генов в ядро ​​не гарантирует, что они попадут туда, куда нужно, с потенциально катастрофическими последствиями, если они будут вставлены не в то место
• , если изменения не интегрированы с другой ДНК, уже находящейся в ядре, изменения могут не переноситься на новые клетки, и человеку, возможно, придется пройти дополнительную терапию позже
• изменение репродуктивных клеток может привести к событиям, которые проявятся спустя годы, а нежелательные эффекты уже могут быть переданы детям пациента

Возражение о дискриминации заключается в следующем. Некоторые люди с физическими, умственными или эмоциональными нарушениями являются таковыми в результате генетических факторов, которые они унаследовали. Такое нарушение может привести к инвалидности в нашем обществе. Люди с инвалидностью часто подвергаются дискриминации из-за того, что у них меньше возможностей, чем у других людей. Устранение генетических нарушений и, как следствие, ухудшения, это правда, что генная терапия может способствовать устранению одного из источников дискриминации и неравенства в обществе. Но неявное предположение, как утверждает возражение, заключается в том, что людей с нарушениями, вызванными генетическими факторами, нужно лечить и делать нормальными. Возражение рассматривает генную терапию как форму дискриминации людей с ограниченными возможностями и людей с ограниченными возможностями.

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Неуместное возражение состоит в том, что генная терапия репродуктивных клеток в некоторых случаях уже может быть заменена экстракорпоральным оплодотворением и отбором эмбрионов. Если генетическое заболевание таково, что его можно обнаружить у раннего эмбриона, и не все эмбрионы от родительской пары будут иметь его, то родители должны произвести несколько эмбрионов посредством экстракорпорального оплодотворения и имплантировать только те из них, которые свободны от нарушения. В таком случае генная терапия была бы ненужной и неуместной.

Аргументы против генной инженерии

Специалисты по этике, как правило, даже больше обеспокоены возможными проблемами и последствиями генной инженерии улучшения, чем генной терапией. Во-первых, есть опасения, подобные тем, что связаны с генной терапией, что недостаточно известно и могут быть непредвиденные опасные последствия. Эти опасения могут быть еще более серьезными, учитывая, что предпринимаются попытки не только вернуться к нормальной жизни, но и проникнуть на неизведанную новую территорию, куда люди никогда раньше не ступали. Мы просто не знаем, какие причудливые существа могут появиться в результате неудачных экспериментов.

Ниже приведены некоторые другие важные возражения:

• Генная инженерия противоречит естественному или сверхъестественному порядку. Идея здесь в том, что Бог, или эволюция, создал набор генов для людей, которые либо являются тем, что мы должны иметь, либо предлагают нам наилучшую ценность для выживания. Это против того, что Бог или природа намеревались возиться с этим генетическим кодом, не доводить его до нормы (как в генной терапии), а создавать новые виды существ. Этот тип возражений совместим как с «креационизмом», верой в то, что Бог создал людей такими, какие они есть, так и с верой в эволюцию. Согласно последней точке зрения, люди, сознательно улучшающие свои гены, считаются отличными от того, чтобы позволить естественному процессу эволюции «выбрать» имеющиеся у нас гены.
• Генная инженерия бесчеловечна, потому что она создаст нечеловеческих, отчужденных существ. Генетически модифицированные люди будут отчуждены от самих себя, или будут чувствовать себя запутанными, или перестанут чувствовать себя людьми, или человеческая раса почувствует себя отчужденной от себя.
  Генетически модифицированные люди не будут чувствовать себя частью человеческой расы, но у них не будет достаточно общего с другими подобными существами, чтобы чувствовать себя принадлежащими к ним. Люди будут отчуждены даже от своих радикально отличающихся генетически модифицированных детей, которые вполне могут быть отдельным видом.
• Созданные с помощью генной инженерии существа устареют. Компьютеры быстро устаревают по мере появления новых моделей. Но это может случиться с генетически модифицированными людьми. Горячее улучшение генов за один год станет старой новостью через несколько лет. Родители устареют по меркам своих детей, а подростки будут безнадежно отставать от своих младших братьев и сестер.
• Генная инженерия представляет собой вариант евгеники и вызывает воспоминания об историческом евгеническом движении начала двадцатого века в Америке и нацистской Германии. «Евгеника» — это мнение о том, что мы должны улучшить генетику человеческого рода; часто пропагандируются такие практики, как селекционное разведение, принудительная стерилизация «неполноценных» и «нежелательных» (людей с генетическими нарушениями или нежелательными характеристиками или чертами, люди с ограниченными возможностями, люди других рас, люди других этнических групп, гомосексуалы) и эвтаназия.