Είναι η πιο συναρπαστική στιγμή στη γενετική από την ανακάλυψη του DNA το 1953. Αυτό οφείλεται κυρίως στις επιστημονικές ανακαλύψεις, συμπεριλαμβανομένης της ικανότητας αλλαγής του DNA μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται γονιδιακή επεξεργασία.
Γονιδιακή επεξεργασία
Οι δυνατότητες αυτής της τεχνολογίας είναι εκπληκτικές – από τη θεραπεία γενετικών ασθενειών, την τροποποίηση των καλλιεργειών τροφίμων έως την αντοχή στα φυτοφάρμακα ή τις αλλαγές στο κλίμα μας, ή ακόμα και να επαναφέρει στη ζωή το dodo, όπως μια εταιρεία ισχυρίζεται ότι ελπίζει να κάνει. Θα ακούμε μόνο περισσότερα για την επεξεργασία γονιδίων στο μέλλον. Επομένως, εάν θέλετε να βεβαιωθείτε ότι κατανοείτε τις νέες ενημερώσεις, πρέπει πρώτα να καταλάβετε τι είναι στην πραγματικότητα η γονιδιακή επεξεργασία.
Το DNA μας αποτελείται από τέσσερα βασικά μόρια που ονομάζονται βάσεις (A, T, C και G). Οι αλληλουχίες αυτών των τεσσάρων βάσεων ομαδοποιούνται σε γονίδια. Αυτά τα γονίδια λειτουργούν ως ο «κώδικας» για βασικές ουσίες που πρέπει να παράγει το σώμα, όπως οι πρωτεΐνες. Οι πρωτεΐνες είναι σημαντικά μόρια, ζωτικής σημασίας για τη διατήρηση ενός υγιούς και λειτουργικού ανθρώπου.
Τα γονίδια μπορεί να είναι σύντομα, συνήθως αποτελούνται από λιγότερες από εκατό βάσεις. Ένα καλό παράδειγμα περιλαμβάνει ριβοσωματικά γονίδια, τα οποία κωδικοποιούν διαφορετικά ριβοσώματα, μόρια που βοηθούν στη δημιουργία νέων πρωτεϊνών. Τα μακρά γονίδια αποτελούνται από εκατομμύρια βάσεις. Για παράδειγμα, το γονίδιο DMD κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη που ονομάζεται δυστροφίνη, η οποία υποστηρίζει τη δομή και τη δύναμη των μυϊκών κυττάρων. Το DMD έχει πάνω από 2,2 εκατομμύρια βάσεις.
Πώς λειτουργεί η γονιδιακή επεξεργασία;
Η γονιδιακή επεξεργασία είναι μια τεχνολογία που μπορεί να αλλάξει τις αλληλουχίες DNA σε ένα ή περισσότερα σημεία του κλώνου. Οι επιστήμονες μπορούν να αφαιρέσουν ή να αλλάξουν μια μεμονωμένη βάση ή να εισάγουν ένα νέο γονίδιο εντελώς. Η γονιδιακή επεξεργασία μπορεί κυριολεκτικά να ξαναγράψει το DNA. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι επεξεργασίας γονιδίων, αλλά η πιο δημοφιλής τεχνική χρησιμοποιεί μια τεχνολογία που ονομάζεται CRISPR-Cas9, η οποία τεκμηριώθηκε για πρώτη φορά σε μια πρωτοποριακή εργασία που δημοσιεύθηκε το 2012. Το Cas9 είναι ένα ένζυμο που λειτουργεί σαν ένα ψαλίδι που μπορεί να κόψει το DNA.
Υποστηρίζεται από έναν κλώνο RNA (ένα μόριο παρόμοιο με το DNA, που στην περίπτωση αυτή δημιουργήθηκε από τον επιστήμονα), το οποίο οδηγεί το ένζυμο Cas9 στο τμήμα του DNA που θέλει να αλλάξει ο επιστήμονας και το δεσμεύει στο γονίδιο στόχο. Ανάλογα με το τι θέλει να επιτύχει ο επιστήμονας, μπορούν απλώς να αφαιρέσουν ένα τμήμα του DNA, να εισάγουν μια ενιαία αλλαγή βάσης (για παράδειγμα αλλάζοντας το Α σε ένα G) ή να εισάγουν μια μεγαλύτερη αλληλουχία (όπως ένα νέο γονίδιο). Μόλις τελειώσει ο επιστήμονας, οι φυσικές διαδικασίες επιδιόρθωσης του DNA αναλαμβάνουν και κολλούν τις τομές ξανά μεταξύ τους.
Τι θα μπορούσε να κάνει η γονιδιακή επεξεργασία;
Τα οφέλη της γονιδιακής επεξεργασίας για την ανθρωπότητα θα μπορούσαν να είναι σημαντικά. Για παράδειγμα, η αλλαγή μιας μόνο βάσης στο DNA των ανθρώπων θα μπορούσε να είναι μια μελλοντική θεραπεία για τη δρεπανοκυτταρική αναιμία, μια γενετική ασθένεια του αίματος. Τα άτομα με αυτή την ασθένεια έχουν μόνο μία βάση που έχει μεταλλαχθεί (από Α σε Τ). Αυτό κάνει το γονίδιο πιο εύκολο στην επεξεργασία σε σύγκριση με πιο σύνθετες γενετικές καταστάσεις όπως η καρδιακή νόσος ή η σχιζοφρένεια.
Οι επιστήμονες αναπτύσσουν επίσης νέες τεχνικές για να εισάγουν μεγαλύτερα τμήματα βάσεων στο DNA των καλλιεργειών με την ελπίδα ότι μπορούν να δημιουργήσουν καλλιέργειες ανθεκτικές στην ξηρασία και να μας βοηθήσουν να προσαρμοστούμε στην κλιματική αλλαγή.
Γιατί η γονιδιακή επεξεργασία είναι αμφιλεγόμενη;
Η γονιδιακή επεξεργασία είναι ένα αμφιλεγόμενο θέμα. Αν οι κυβερνήσεις δεν συνεργαστούν με επιστήμονες για να ρυθμίσουν τη χρήση του, θα μπορούσε να γίνει μια άλλη τεχνολογία που ωφελεί μόνο τους πλουσιότερους ανθρώπους. Και έρχεται με ρίσκο.
Η πρώτη περίπτωση παράνομης εμφύτευσης ενός γενετικά επεξεργασμένου εμβρύου αναφέρθηκε το 2019 στην Κίνα και οδήγησε στη φυλάκιση τριών επιστημόνων. Οι επιστήμονες είχαν προσπαθήσει να προστατεύσουν τα δίδυμα έμβρυα από τον ιό HIV που μεταδόθηκε από τον πατέρα τους.
Αλλά όταν άλλοι επιστήμονες διάβασαν αποσπάσματα από ένα αδημοσίευτο έγγραφο που γράφτηκε από το πείραμα DNA για τα δίδυμα, φοβήθηκαν ότι αντί να εισαγάγουν ανοσία, οι ερευνητές πιθανότατα δημιούργησαν μεταλλάξεις των οποίων οι συνέπειες είναι ακόμα άγνωστες.
Οι κίνδυνοι από την ανάπτυξη μωρών σχεδιαστών είναι τόσο μεγάλοι που είναι απίθανο να γίνει νόμιμο σύντομα. Ένα μικροσκοπικό λάθος θα μπορούσε να καταστρέψει την υγεία ενός μωρού ή να οδηγήσει σε άλλες ασθένειες κατά τη διάρκεια της ζωής του, όπως αυξημένο κίνδυνο καρκίνου.
Οι νόμοι και οι κανονισμοί που αφορούν αυτήν την τεχνολογία είναι αυστηροί. Οι περισσότερες χώρες απαγορεύουν την εμφύτευση ανθρώπινου εμβρύου που έχει τροποποιηθεί γενετικά με οποιονδήποτε τρόπο. Ωστόσο, όπως δείχνει το παράδειγμα του 2019, οι νόμοι μπορούν να παραβιαστούν.
Η γονιδιακή επεξεργασία έχει τα πλεονεκτήματά της. Έχει τη δυνατότητα να θεραπεύσει γενετικές ασθένειες και να δημιουργήσει καλλιέργειες ανθεκτικές στην ξηρασία. Αλλά οι επιστήμονες πρέπει να συνεργαστούν στενά με τους νόμους και τους υπεύθυνους χάραξης πολιτικής για να διασφαλίσουν ότι η τεχνολογία μπορεί να χρησιμοποιηθεί προς όφελος της ανθρωπότητας, ελαχιστοποιώντας παράλληλα τους κινδύνους.
Το γεγονός ότι μια ιδιωτική εταιρεία ανακοίνωσε πρόσφατα σχέδια να προσπαθήσει να επαναφέρει το dodo δείχνει πόσο σημαντικό είναι οι διεθνείς νόμοι περί επεξεργασίας γονιδίων να συμβαδίζουν με τις φιλοδοξίες των εταιρειών.