Когда сюжет Гаттаки воплотится на Земле?

Какой наиболее научно достоверный фантастический фильм сняли за всю историю кинематографа? Это фильм, название которого состоит из последовательности нуклеотидов в ДНК, где в сюжете ключевая разница между классами людей – это их “идеальность” генетического кода. Гаттака. (На английском фильм называется Gattaca, где guanine, adenine, thymine, cytosine это нуклеотиды).

Корреспондентов Йорика заинтересовал вопрос,а когда же на Земле наступит эра Гаттаки? Что можно сделать с человеческим генотипом уже сейчас, и есть ли такие качества у человека, абсолютно неподдающиеся редактированию? Итак, обо всем по порядку.  

Устройство общества на Гаттаке.  

В фантастическом мире Гаттаки люди делятся на два класса: годных и негодных. Негодные или божьи дети зачаты в порыве страстей, а годные созданы с помощью генетической инженерии. У доминирующего класса годных вырезаны неблагополучные гены, ведущие к ожирению, близорукости, проблемам со здоровьем, алкоголизму и развитию психологических заболеваний. Негодным достаются работы уборщиков и технического персонала, так как они дискриминируются обществом годных, имея оправдание в виде развития заболеваний и неэффективностью для прогресса.

XXI век и неизбежный прогресс науки.

В реальном 2016 году в Китае и Великобритании начались исследования по редактированию человеческого генома. Суть состоит в том, чтобы вырезать или заменить последовательность ДНК, кодирующую развитие заболевания, и помочь пациентам навсегда избавиться от проблем.

На повестке дня, то бишь XXI века, этические нормы, они ограничивают действия ученых и задают обществу вопрос: “А справедливо ли это по отношению к людям на планете Земля?”

Перед наукой на данный момент стоят сложные задачи, такие как определение последовательностей, кодирующих интеллект человека, его наклонности, выражение эмоций, развитие психологических заболеваний, изучение взаимодействий между генами на одной или нескольких хромосомах, эпигенетических факторов (элементов, блокирующих или усиливающих синтез белка на определенных частях ДНК), влияния окружения на образ жизни человека, а также поиск равновесия между этикой, справедливостью и наукой. Но каждый из нас в глубине души знает, что когда-нибудь наступит эра редактирования генома человека и создания идеального поколения младенцев, вопрос лишь в том, когда именно реальный мир превратится в вымышленный мир Гаттаки?

В клетках человека очень много генов.  

Одна клетка человеческого организма содержит около 3 млрд генов, заключенных в 23 парных хромосомах, а усредненное количество клеток у взрослого человека – 100 триллионов. Представляем теперь, какое общее количество генов у человека? Из этой огромной цифры лишь 1.5% генов кодирует реальную информацию о белках, используемых организмом в разнообразных целях, остальное – грубо говоря, “генетический мусор”.

Этот “генетический мусор” является далеко не мусором ( но он так называется, потому что составляет более 98% от общего количества ДНК, а большинство функций еще не открыты), а несет в себе важнейшую функцию: регулирования жизнеспособности организма. Перед учеными стоит сложнейшая задача – разгадать, как именно работает неактивная, но наибольшая по размерам часть ДНК. Ведь для того, чтобы излечить людей, к примеру, от одной наиболее изученной и относительно простой генетической болезни – фенилкетонурии. , нужно изменить и часть генетического мусора, который регулирует развитие болезни и может привести к невесть каким последствиям.

Редактирование генома в лабораторных условиях является невероятно сложной процедурой. Главная трудность – это достичь определенного участка хромосомы, где содержится дефектная последовательность. К примеру, какое-то заболевание развивается вследствие единичной мутации, где в ДНК вместо Т-тимина встал Ц-цитозин. Этот линейный участок ДНК накручивается на белки – нуклеосомы и образуют нуклеосомную нить. Нуклеосомная нить выглядит как бусины на тонкой нитке и она же сворачивается в фибриллы, более толстые веревки генетического материала . Фибриллы образуют огромные петли, которые крепятся внутри ядра, и формируют хромосомы. Таким образом, хромосома состоит из нескольких уровней построения, а ген спрятан далеко внутри ее. Невозможно достигнуть дефектного гена, не затронув остальные уровни.

Технология редактирования генома организмов. 

Технология, с помощью которой стало возможным редактировать геномы не только человека, но и всех организмов – это система CRISPR/Cas9. Эта система была впервые обнаружена у бактерий и архей, она выполняет роль иммунитета и помогает бороться с бактериофагами и вирусами. CRISPR/Cas9 система была модифицирована для редактирования геномов и является первичным орудием генетиков-редакторов. Ограниченность использования этой технологии состоит в том, что нужно знать точную последовательность ДНК, которую нужно поменять, в ином случае система просто не распознает гены.

 

Учёным не хватает информации и доказательств. 

Следующая трудность – это неполные знания о геноме человека. Никто не может сказать, какие последствия повлечет за собой редактирование “мусорной” ДНК, может ли такая процедура нарушить жизнедеятельность клетки, создав новые пути возникновения мутаций, и нужно ли будет дополнительно изменять еще и последовательность регуляторных генов? А самый главный вопрос – как отразится процедура редактирования генома на последующих поколениях? Станут ли они более приспособленными к жизни в больших городах или же любое экологическое колебание в окружающей среде сделает будущих наших детей беспомощными?

Что же касается улучшения интеллекта или большего контроля над эмоциями – то это произойдет в очень далеком будущем. Научных проектов, специализирующихся на эмоциях мало, а финансирования со стороны государства или частных источников еще меньше. За эмоции и за интеллект отвечает огромный кластер генов, вкупе с различными эпигенетическими факторами и регуляторными генами. Нет такого, что определенная последовательность генов гарантирует, что ее носитель будет гением. Все зависит от сочетания многих генов, в том числе и тех, что закодированы внутри “мусора” ДНК, и даже такие, которые создают внутреннюю систему вознаграждения за счет умственной деятельности. Ключевую роль в развитии интеллекта играет окружающая среда, в которой растет носитель ДНК, а также то, насколько человек сам вкладывает сил для развития интеллекта. Поэтому, редактирование генома человека для улучшения его эмоциональных и интеллектуальных характеристик на данный момент практически невозможно, и в ближайшем будущем ситуация не изменится. Хотя? 

Что насчет этических вопросов?  

Другой фактор, который нужно учесть – этический. Насколько это справедливо по отношению к индивидуумам – менять их геном? Станут ли люди более эффективными для общества и собственной личности в образе здорового человека? Является ли больной человек источником альтернативного взгляда на мир, который кардинально влияет на прогресс и моральные устои общества? Отдельной позиции придерживаются глубоко религиозные люди, которые не признают никаких генетических вмешательств, так как считают, что это дло только Господа Бога. Религия и этика во многих случаях ограничивают сферы деятельности ученых, и вскоре предстоит справедливо и адекватно достигнут компромисса.

Что еще предстоит сделать? 

Итак, редактирование генома – невероятно сложная штука. В отношении искоренения наследственных генетических заболеваний, таких как фенилкетонурия, врожденный гипотериоз, галактоземия, муковисцидоз, дело обстоит немного легче: достаточное финансирование, множество информации и научных проектов, подкрепленных клиническими исследованиями.

В случае с улучшением физических, эмоциональных и интеллектуальных характеристик отдельных личностей все гораздо сложнее: во внимание нужно принять огромное количество факторов, отвечающих за это развитие, увеличить финансирование для научных проектов, разобраться с этическими ограничениями и установить справедливый уровень внедрения изменений в ДНК человека.

Наука ставит множество вопросов, на которые нужно найти ответы в стремлении улучшить последующие поколения людей, и время покажет, чего добьются ученые в этом столетии.