Non è un segreto che il futuro della biologia, della medicina, dell'agricoltura e di tutta una serie di altre scienze e industrie sia associato allo sviluppo dell'ingegneria genetica. Una delle tecnologie più promettenti in quest'area è considerata l'editing genetico: CRISPR.
Familiarizziamoci: CRISPR
Per la prima volta, hanno iniziato a parlare della nuova tecnologia nel 1987, quando gli scienziati giapponesi hanno scoperto gruppi ripetuti di sequenze di scopo sconosciuto nel DNA di E. coli. Erano chiamate difficili: ripetizioni palindromiche brevi (leggi lo stesso in entrambe le direzioni), regolarmente disposte in gruppi (ripetizioni palindromiche corte interspaziate regolari a grappolo).
Perché questi frammenti sono necessari, è diventato chiaro solo dieci anni dopo. Si è scoperto che le ripetizioni palindromiche, essendo parte del sistema immunitario, immagazzinano un “taglio” del materiale genetico dei virus precedentemente incontrati dai batteri. In caso di un nuovo attacco di virus, questo "database" aiuta la cellula a riconoscere più velocemente il nemico e, di conseguenza, a distruggerlo più velocemente.
Questa scoperta non ha suscitato molto interesse nella più ampia comunità scientifica fino a quando i biologi dell'Università della California, Jennifer Doudna ed Emmanuelle Charpentier, hanno capito che il meccanismo per riconoscere e distruggere i virus può essere controllato. Come hanno sottolineato gli autori della scoperta in una pubblicazione scientifica nel 2012, introducendo artificialmente un certo frammento di DNA nel “database”, è possibile tagliare qualsiasi genoma selezionato ovunque. Un anno dopo, è stato compiuto il passo successivo: un pezzo di DNA è stato iniettato nella cellula che si stava riprendendo dopo il taglio, che coincideva ai bordi con il cromosoma tagliato. Allo stesso tempo, qualsiasi cosa potrebbe trovarsi nel mezzo: la cellula non ha riconosciuto la sostituzione e ha tranquillamente incorporato il "cavallo di Troia" nella sua struttura.
È così che l'umanità ha ricevuto CRISPR, una tecnologia di manipolazione del genoma che supera tutte le precedenti in termini di disponibilità, accuratezza ed efficienza. Il potenziale della tecnica è tale che gli scienziati sperano di utilizzarlo per risolvere alcuni dei problemi globali del mondo.
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Abbastanza cibo per tutti
Ad esempio, CRISPR potrebbe eliminare definitivamente la minaccia di carenza alimentare, portando l'agricoltura e la trasformazione alimentare a un livello completamente nuovo. Gli esperimenti in questa direzione sono già in corso.
All'Università della California a Berkeley è in fase di sviluppo un tipo di fava di cacao che non avrà paura di malattie e infezioni fungine. DuPont Pioneer, con sede a Des Moines, Iowa, ha annunciato che lancerà un ibrido di mais modificato nel 2020. E gli scienziati cinesi sono già riusciti a utilizzare CRISPR per aumentare la resa del riso e allo stesso tempo hanno sviluppato una razza di maiali resistente al freddo che prospera nei suini senza riscaldamento.
Con l'aiuto della tecnologia CRISPR, posso assicurarmi che i maschi non nascano più nella popolazione delle zanzare. Anche Bill Gates si è interessato a questo: ha suggerito agli scienziati di introdurre pesticidi naturali ed erbicidi nelle piante, il che dovrebbe portare ad un aumento della resa e ad una migliore conservazione degli stessi, e persino a ridurre i costi di manutenzione della semina.
Forse l'unica cosa che impedisce ai prodotti geneticamente modificati di conquistare gli scaffali dei negozi e dei nostri frigoriferi è l'opinione pubblica. Le persone hanno paura dei prodotti ottenuti, a loro avviso, in modo innaturale, e sono pronte a pagare prezzi esorbitanti per il cosiddetto alimento naturale, coltivato senza additivi chimici o altri interventi. Tuttavia, la recente scoperta di un gruppo di scienziati dell'Università statale di San Pietroburgo e dell'Istituto di biologia molecolare di Strasburgo potrebbe scuotere la fiducia in ciò che dovrebbe essere considerato naturale e naturale. Dopo aver studiato diverse centinaia di specie di piante, hanno scoperto organismi geneticamente modificati creati dalla natura stessa. Tra loro c'erano i parenti più stretti di tabacco, patate dolci, arachidi, noci, tè, mirtilli rossi, luppolo … Come ha sottolineato il coautore della scoperta,La professoressa Tatyana Matveeva: "La nostra ricerca ha dimostrato che l'umanità si è trovata costantemente di fronte agli OGM nel corso della sua storia".
Le malattie saranno curate prima della nascita
Ma i medici hanno mostrato molto più interesse per la nuova tecnica. Infatti, in nessun altro settore l'editing genetico potrebbe essere così diffuso e vantaggioso come in medicina.
Il primo tentativo al mondo di modificare il genoma di un adulto è stato effettuato nel 2017 in California. All'esperimento ha accettato di partecipare il 44enne Brian Mado, affetto da mucopolisaccaridosi di tipo II (sindrome di Hunter), a causa della quale ha già subito 26 operazioni. L'uomo si sarebbe sposato e avrebbe vissuto con il suo prescelto il più a lungo possibile, quindi ha deciso un trattamento insolito: ottenere il gene mancante. In caso di successo, più di 10mila persone potrebbero trovare speranza di guarigione (questo è il numero di persone sulla Terra che hanno la sindrome di Hunter). Sfortunatamente, i calcoli dei medici non erano giustificati e non ci furono scoperte in medicina.
Molto più efficace è stato l'impatto sul genoma di un organismo ancora in via di sviluppo, che è stato effettuato da uno scienziato cinese Jiankui He. Lo scorso novembre, ha scioccato il mondo con l'annuncio della nascita dei primi bambini modificati con il genoma: le gemelle Lulu e Nana. La mutazione artificiale li ha resi immuni all'HIV. Si è deciso di ricorrere al montaggio, poiché il padre delle ragazze, il cui nome è nascosto dietro lo pseudonimo di Mark, è infetto.
Diverse cliniche specializzate in problemi di fertilità hanno subito mostrato interesse per il progetto dello scienziato cinese: i loro manager hanno ritenuto che molti genitori avrebbero voluto dotare la loro prole di resistenza alla "peste del 20 ° secolo". Ma con l'aiuto dell'editing genetico, è possibile salvare l'umanità non solo dall'HIV, ma anche dall'anemia falciforme, dal cancro al seno e alle ovaie e da molte altre malattie gravi.
Il testimone di He è già stato intercettato da un impiegato del Centro scientifico di ostetricia, ginecologia e perinatologia di Mosca intitolato all'accademico V. I. Kulakova Denis Rebrikov. Sta per modificare il genoma degli embrioni fecondati di cinque coppie sorde congenite in modo che i bambini non ereditino il problema dei loro genitori. Denis Rebrikov ha già iniziato a lavorare: sta eseguendo l'editing genetico negli ovuli prelevati da una donna con udito normale - questo è necessario per studiare e prevenire possibili effetti collaterali. I risultati degli esperimenti che Rebrikov ha promesso di pubblicare. Finora, una delle presunte cinque coppie sposate ha dato il consenso a partecipare a ulteriori esperimenti.
Una civiltà di persone "artificiali"?
Il mondo scientifico e il pubblico in generale sono stati diffidenti nei confronti della modifica degli embrioni. Il pioniere, Jiankui He, fu particolarmente criticato. Qualcuno ha parlato dell'inammissibilità degli esperimenti sugli esseri umani, qualcuno ha detto che la tecnologia CRISPR non era ancora stata sviluppata e quindi non sicura. Ma una delle ragioni principali, sebbene non espressa, è che c'è solo un passaggio dall'interferire con il genoma dell'embrione a fini terapeutici alla creazione di "bambini designer" con parametri di aspetto, intelligenza, psicotipo chiaramente definiti … E questo, come si suol dire, una storia completamente diversa, in cui finora ci sono più domande che risposte.
E se i genitori volessero "sintonizzare" il nascituro in un modo completamente delirante - per dargli le caratteristiche di Michael Jackson o far crescere ali d'angelo sulla schiena? Chi difenderà il diritto dei bambini non nati di essere se stessi? Le persone "artificiali" saranno considerate membri a pieno titolo della società? Se, all'inizio, il design genetico non è disponibile per tutti, questo non porterà a una divisione della società in ricchi "migliorati" e poveri naturali (leggi - "peggiori")? O le caste originariamente destinate a svolgere un lavoro particolare, come in Brave New World di Aldous Huxley?
L'unica cosa che si può dire ora è che i bambini "designer" sono ancora una fantasia. L'attuale livello di tecnologia genetica non consente il corretto adattamento di molti geni responsabili dell'intelligenza, dell'attitudine alla musica o alla pittura, alla forza fisica e alla resistenza. Tuttavia, non c'è dubbio che verrà il giorno in cui ciò sarà possibile. E poi i nostri discendenti dovranno risolvere problemi etici senza precedenti, comporre nuove leggi e vivere in accordo con esse in una società ormai del tutto inimmaginabile, modificata a livello genetico.
Magazine: Segreti del 20 ° secolo №51. Autore: Svetlana Yolkina
