Bukan rahasia lagi bahwa masa depan biologi, kedokteran, pertanian, dan berbagai ilmu dan industri lainnya dikaitkan dengan perkembangan rekayasa genetika. Salah satu teknologi paling menjanjikan di bidang ini dianggap pengeditan gen - CRISPR.
Mari Mengenal: CRISPR
Untuk pertama kalinya, mereka mulai membicarakan tentang teknologi baru pada tahun 1987, ketika para ilmuwan Jepang menemukan kelompok urutan berulang yang tujuan tidak diketahui dalam DNA E. coli. Mereka disebut sulit: palindromik pendek (dibaca sama di kedua arah) berulang, secara teratur diatur dalam kelompok (Clustered Regular Interspaced Short Palindromic Repeats).
Mengapa fragmen ini dibutuhkan, menjadi jelas hanya sepuluh tahun kemudian. Ternyata pengulangan palindromik, sebagai bagian dari sistem kekebalan, menyimpan “potongan” materi genetik virus yang sebelumnya ditemui oleh bakteri. Jika terjadi serangan virus baru, "database" ini membantu sel mengenali musuh lebih cepat dan, karenanya, menghancurkannya lebih cepat.
Penemuan ini tidak menarik banyak perhatian dalam komunitas ilmiah yang lebih luas sampai ahli biologi di Universitas California Jennifer Doudna dan Emmanuelle Charpentier menemukan bahwa mekanisme untuk mengenali dan memusnahkan virus dapat dikendalikan. Seperti yang ditekankan oleh penulis penemuan ini dalam publikasi ilmiah pada tahun 2012, dengan secara artifisial memasukkan fragmen DNA tertentu ke dalam “database”, dimungkinkan untuk memotong setiap genom yang dipilih di mana saja. Setahun kemudian, langkah berikutnya diambil: sepotong DNA disuntikkan ke dalam sel yang pulih setelah pemotongan, yang bertepatan di tepi dengan kromosom yang dipotong. Dalam kasus ini, apa pun bisa berada di tengah - sel tidak mengenali substitusi dan dengan tenang membangun "kuda Troya" ke dalam strukturnya.
Inilah cara umat manusia menerima CRISPR, teknologi manipulasi genom yang melampaui semua yang sebelumnya dalam hal ketersediaan, akurasi, dan efisiensi. Potensi teknik ini sedemikian rupa sehingga para ilmuwan berharap dapat menggunakannya untuk memecahkan beberapa masalah global dunia.
Video promosi:
Makanan yang cukup untuk semua orang
Misalnya, CRISPR dapat secara permanen menghilangkan ancaman kekurangan pangan, membawa pertanian dan pengolahan makanan ke tingkat yang baru. Eksperimen ke arah ini sedang dilakukan.
Di Universitas California di Berkeley, suatu jenis biji kakao sedang dikembangkan yang tidak takut penyakit dan infeksi jamur. DuPont Pioneer, yang berkantor pusat di Des Moines, Iowa, mengumumkan akan meluncurkan hibrida jagung yang telah diedit pada tahun 2020. Dan para ilmuwan Cina telah berhasil menggunakan CRISPR untuk meningkatkan hasil beras dan pada saat yang sama telah mengembangkan jenis babi tahan dingin yang tumbuh subur di kandang babi tanpa pemanasan.
Dengan bantuan teknologi CRISPR, saya dapat memastikan bahwa jantan tidak lagi terlahir dalam populasi nyamuk. Bahkan Bill Gates menjadi tertarik melalui ini: dia menyarankan agar para ilmuwan memasukkan pestisida dan herbisida alami ke dalam tanaman, yang akan meningkatkan hasil dan penyimpanannya yang lebih baik, dan bahkan mengurangi biaya pemeliharaan tanaman.
Mungkin satu-satunya hal yang mencegah produk yang dimodifikasi secara genetik mengambil alih rak di toko dan lemari es kita adalah opini publik. Orang-orang takut dengan produk yang diperoleh, menurut mereka, dengan cara yang tidak wajar, dan siap membayar harga selangit untuk apa yang disebut makanan alami, yang ditanam tanpa bahan kimia tambahan atau intervensi lainnya. Namun, penemuan baru-baru ini oleh sekelompok ilmuwan dari Universitas Negeri St. Petersburg dan Institut Biologi Molekuler di Strasbourg dapat menggoyahkan keyakinan akan apa yang dianggap alami dan alami. Setelah mempelajari beberapa ratus spesies tumbuhan, mereka menemukan organisme hasil rekayasa genetika yang diciptakan oleh alam itu sendiri. Di antara mereka adalah kerabat terdekat tembakau, ubi jalar, kacang tanah, kenari, teh, cranberry, hop … Seperti yang ditekankan oleh rekan penulis penemuan ini,Profesor Tatyana Matveeva: "Penelitian kami telah menunjukkan bahwa umat manusia terus-menerus dihadapkan pada GMO sepanjang sejarahnya."
Penyakit akan sembuh sebelum lahir
Tetapi para dokter lebih tertarik pada teknik baru ini. Memang, di industri lain tidak ada penyuntingan gen yang dapat seluas dan bermanfaat seperti dalam pengobatan.
Upaya pertama di dunia untuk mengedit genom orang dewasa dilakukan pada 2017 di California. Percobaan tersebut setuju untuk melibatkan Brian Mado yang berusia 44 tahun, yang menderita mucopolysaccharidosis tipe II (sindrom Hunter), yang telah menjalani 26 operasi. Pria itu akan menikah dan hidup dengan orang pilihannya selama mungkin, dan karena itu memutuskan pengobatan yang tidak biasa: untuk mendapatkan gen yang hilang. Jika berhasil, lebih dari 10 ribu orang akan menemukan harapan untuk sembuh (ini adalah berapa banyak orang di Bumi yang menderita sindrom Hunter). Sayangnya, perhitungan dokter tidak dapat dibenarkan, dan tidak ada terobosan dalam bidang kedokteran.
Jauh lebih efektif adalah dampak pada genom organisme yang masih berkembang, yang dilakukan oleh seorang ilmuwan dari China Jiankui He. November lalu, dia mengejutkan dunia dengan pengumuman kelahiran anak pertama yang diedit genom - perempuan kembar Lulu dan Nana. Mutasi buatan membuat mereka kebal terhadap HIV. Diputuskan untuk menggunakan pengeditan, karena ayah gadis-gadis itu, yang namanya tersembunyi di balik nama samaran Mark, terinfeksi.
Beberapa klinik yang mengkhususkan diri pada masalah kesuburan segera menunjukkan minat pada proyek ilmuwan China: manajer mereka beralasan bahwa banyak orang tua ingin memberikan keturunan mereka ketahanan terhadap "wabah abad ke-20." Tetapi dengan bantuan penyuntingan gen, adalah mungkin untuk menyelamatkan manusia tidak hanya dari HIV, tetapi juga dari anemia sel sabit, kanker payudara dan ovarium, dan banyak penyakit yang lebih serius.
Tongkat dari He telah dicegat oleh seorang karyawan Pusat Ilmiah Moskow untuk Obstetri, Ginekologi dan Perinatologi yang dinamai menurut nama Akademisi V. I. Kulakova Denis Rebrikov. Ia akan mengedit genom embrio yang telah dibuahi dari lima pasangan tunarungu bawaan agar anak tidak mewarisi masalah orang tua mereka. Denis Rebrikov sudah mulai bekerja: dia melakukan penyuntingan genetik pada telur yang diambil dari wanita dengan pendengaran normal - ini perlu untuk mempelajari dan mencegah kemungkinan efek samping. Hasil percobaan Rebrikov berjanji untuk diterbitkan. Sejauh ini, satu dari lima pasangan suami istri yang diduga telah memberikan persetujuan untuk berpartisipasi dalam percobaan lebih lanjut.
Peradaban orang "buatan"?
Dunia ilmiah dan masyarakat umum telah mewaspadai penyuntingan embrio. Pelopor, Jiankui He, secara khusus dikritik. Seseorang berbicara tentang tidak dapat diterimanya percobaan pada manusia, seseorang berkata bahwa teknologi CRISPR belum dikembangkan dan karenanya tidak aman. Tetapi salah satu alasan utama, meskipun tidak disuarakan, adalah bahwa hanya ada satu langkah dari mengganggu genom embrio untuk tujuan terapeutik hingga penciptaan "bayi perancang" dengan parameter penampilan, kecerdasan, psikotipe yang jelas … Dan ini, seperti yang mereka katakan, cerita yang sama sekali berbeda, di mana sejauh ini ada lebih banyak pertanyaan daripada jawaban.
Bagaimana jika orang tua ingin "menyetel" bayi yang belum lahir dengan cara yang benar-benar delusi - untuk memberinya ciri-ciri Michael Jackson atau menumbuhkan sayap malaikat di punggungnya? Siapa yang akan membela hak anak yang belum lahir untuk menjadi diri mereka sendiri? Akankah orang "artifisial" dianggap sebagai anggota masyarakat penuh? Jika, pada awalnya, desain genetik tidak tersedia untuk semua orang, bukankah ini akan mengarah pada pembagian masyarakat menjadi miskin yang "lebih baik" dan miskin alami (baca - "terburuk")? Atau kasta yang awalnya dimaksudkan untuk melakukan pekerjaan tertentu, seperti dalam Brave New World oleh Aldous Huxley?
Satu-satunya hal yang dapat dikatakan sekarang adalah bahwa bayi "desainer" masih berupa fantasi. Tingkat teknologi genetika saat ini tidak memungkinkan penyesuaian yang benar dari banyak gen yang bertanggung jawab atas kecerdasan, bakat untuk musik atau lukisan, kekuatan fisik dan daya tahan. Namun, tidak ada keraguan bahwa akan tiba saatnya ketika hal ini memungkinkan. Dan kemudian keturunan kita harus memecahkan masalah etika yang tak tertandingi, membuat undang-undang baru dan hidup sesuai dengannya dalam masyarakat yang sama sekali tak terbayangkan sekarang, diedit pada tingkat gen.
Majalah: Rahasia abad ke-20 №51. Penulis: Svetlana Yolkina
