Didžiausia dinozaurų mokslinės fantastikos franšizė atskleidžia problemines genetikos diskusijas

Didžiausia dinozaurų mokslinės fantastikos franšizė atskleidžia problemines genetikos diskusijas

Juros periodo pasaulis: dominavimas yra hiperboliška Holivudo pramoga geriausiomis savybėmis su veiksmo kupinu siužetu, kuris atsisako leisti tikrovei trukdyti sukurti gerą istoriją.

Tačiau, kaip ir jo pirmtakai, jis siūlo įspėjamąjį pasakojimą apie technologinį pasipiktinimą, kuris yra labai tikras.

Kaip aptariu savo knygoje Filmai iš ateities, Stepheno Spielbergo 1993 m jūros periodo parkas1990 m. sukurtas Michaelo Crichtono romano motyvas nevengė grumtis su nevaržomo verslumo ir neatsakingų naujovių keliamais pavojais. Tuo metu mokslininkai priartėjo prie galimybės manipuliuoti DNR realiame pasaulyje, o tiek knygose, tiek filmuose buvo užfiksuotas kylantis susirūpinimas, kad žaidimas Dievui su gamtos genetiniu kodu gali sukelti pražūtingų pasekmių.

Tai puikiai užfiksavo vienas iš filmo veikėjų dr. Ianas Malcolmas, kurį vaidina Jeffas Goldblumas, kaip jis pareiškė: „Jūsų mokslininkai buvo taip susirūpinę, ar jie gali, jie nesiliovė pagalvoję, ar turėtų“.

Naujausioje „Jurassic Park“ franšizės kartoje visuomenė susitaiko su naujovių, kurios geriausiu atveju buvo netinkamai apgalvotos, pasekmėmis. Litanija „galėtų“, o ne „turėtų“, atvedė į ateitį, kurioje prisikelti ir perdaryti dinozaurai klaidžioja laisvai, o žmonijos, kaip rūšies, dominavimui iškilo grėsmė.

Šių filmų centre yra klausimai, kurie yra kaip niekad aktualūs: ar tyrinėtojai išmoko Juros periodo parko pamoką ir pakankamai panaikino atotrūkį tarp „galėtų“ ir „turėtų“? O gal DNR manipuliavimo mokslas ir technologijos ir toliau aplenks bet kokį sutarimą, kaip jas naudoti etiškai ir atsakingai?

Įsivaizduokite pasaulį, kuriame dinozaurai ir žmonės egzistuoja kartu.

(Iš naujo) genomo projektavimas

Pirmasis žmogaus genomo projektas buvo paskelbtas didžiuliu pomėgiu 2001 m., sudaręs sąlygas mokslininkams skaityti, perkurti ir net perrašyti sudėtingas genetines sekas.

Tačiau esamos technologijos užtruko daug laiko ir buvo brangios, todėl daugeliui mokslininkų genetinė manipuliacija buvo nepasiekiama. Pirmasis žmogaus genomo projektas kainavo maždaug 300 milijonų dolerių, o vėlesnės viso genomo sekos – šiek tiek mažiau nei 100 milijonų JAV dolerių – tai per didelė suma visoms, išskyrus labiausiai finansuojamas mokslinių tyrimų grupes. Vis dėlto tobulinant esamas technologijas ir prisijungus naujoms, mažesnės laboratorijos ir net studentai bei „pasidaryk pats bio“ mėgėjai galėjo laisviau eksperimentuoti skaitydami ir rašydami genetinį kodą.

2005 m. bioinžinierius Drew Endy pasiūlė, kad su DNR būtų galima dirbti taip pat, kaip inžinieriai dirba su elektroniniais komponentais. Nors elektronikos dizaineriai mažiau rūpinasi puslaidininkių fizika, o ne komponentais, kurie jais remiasi, Endy teigė, kad turėtų būti įmanoma sukurti standartizuotas DNR dalis, vadinamas „biologinėmis plytomis“, kurias mokslininkai galėtų naudoti be reikalo. būti savo pagrindinės biologijos ekspertais.

Endy ir kitų darbas buvo pagrindas besiformuojančiai sintetinės biologijos sričiai, kuri taiko inžinerijos ir projektavimo principus genetinei manipuliacijai.

Mokslininkai, inžinieriai ir net menininkai pradėjo žiūrėti į DNR kaip į biologinį kodą, kurį galima suskaitmeninti, manipuliuoti ir perdaryti virtualioje erdvėje taip pat, kaip skaitmeninės nuotraukos ar vaizdo įrašai. Tai savo ruožtu atvėrė duris perprogramuoti augalus, mikroorganizmus ir grybus, kad būtų gaminami farmaciniai vaistai ir kitos naudingos medžiagos. Pavyzdžiui, modifikuotos mielės sukuria mėsingą vegetariškų Impossible Burgers skonį.

Nepaisant didėjančio susidomėjimo genų redagavimu, didžiausia kliūtis ankstyvųjų sintetinės biologijos pionierių vaizduotei ir vizijai vis dar buvo redagavimo technologijų greitis ir kaina.

Tada CRISPR viską pakeitė.

CRISPR revoliucija

Jennifer Doudna, viena iš pagrindinių mokslininkų, kuriančių revoliucinį genų redagavimo įrankį CRISPR.„The Washington Post“ / „The Washington Post“ / „Getty Images“.

2020 m. mokslininkai Jennifer Doudna ir Emanuelle Charpentier laimėjo Nobelio chemijos premiją už savo darbą kuriant revoliucinę naują genų redagavimo technologiją, leidžiančią tyrėjams tiksliai iškirpti ir pakeisti genų DNR sekas: CRISPR.

CRISPR buvo greitas, pigus ir gana paprastas naudoti. Ir tai išlaisvino DNR koduotojų vaizduotę.

Daugiau nei bet kuri ankstesnė genų inžinerijos pažanga, CRISPR leido skaitmeninio kodavimo ir sistemų inžinerijos metodus pritaikyti biologijai. Šis kryžminis idėjų ir metodų apvaisinimas lėmė proveržį nuo DNR naudojimo kompiuteriniams duomenims saugoti iki 3D „DNR origami“ struktūrų kūrimo.

CRISPR taip pat atvėrė kelią mokslininkams išnagrinėti ištisų rūšių pertvarkymą, įskaitant gyvūnų sugrąžinimą nuo išnykimo.

Genų diskai naudoja CRISPR, kad tiesiogiai įterptų genetinio kodo dalį į organizmo genomą ir užtikrintų, kad tam tikrus bruožus paveldėtų visos vėlesnės kartos. Šiuo metu mokslininkai eksperimentuoja su šia technologija, siekdami kontroliuoti ligas pernešančius uodus.

Nepaisant galimos technologijos naudos, genų diskai kelia rimtų etinių klausimų. Net kai jie taikomi pašalinant grėsmes visuomenės sveikatai, pvz., uodams, šiuos klausimus nėra lengva išspręsti. Jie tampa dar sudėtingesni, kai svarstomi hipotetiniai pritaikymai žmonėms, pavyzdžiui, būsimų kartų sportinių rezultatų gerinimas.

Genų redagavimo pažanga taip pat padėjo lengviau genetiškai pakeisti atskirų ląstelių elgesį. Tai yra biologinės gamybos technologijų, kurios perkuria paprastus organizmus, gaminančių naudingas medžiagas, nuo aviacinio kuro iki maisto priedų, esmė.

Tai taip pat yra ginčų, susijusių su genetiškai modifikuotais virusais, centre.

Nuo pat pandemijos pradžios sklando gandai, kad virusas, sukeliantis Covid-19, atsirado dėl klaidingų genetinių eksperimentų. Nors šie gandai tebėra nepagrįsti, jie atnaujino diskusiją apie naudingų funkcijų tyrimo etiką.

Funkcijų padidėjimo tyrimai naudoja DNR redagavimo metodus, kad pakeistų organizmų funkcionavimą, įskaitant virusų gebėjimo sukelti ligas didinimą. Mokslininkai tai daro norėdami numatyti ir pasiruošti galimoms esamų virusų mutacijomis, kurios padidina jų gebėjimą pakenkti. Tačiau tokie tyrimai taip pat kelia galimybę, kad pavojingai sustiprintas virusas atsitiktinai ar tyčia bus išleistas už laboratorijos ribų.

Tuo pačiu metu mokslininkai vis labiau išmano biologinį šaltinio kodą ir leido jiems greitai sukurti Pfizer-BioNTech ir Moderna mRNR vakcinas, skirtas kovai su Covid-19. Tiksliai sukurdamos genetinį kodą, kuris nurodo ląstelėms gaminti nekenksmingas virusinių baltymų versijas, vakcinos gali paskatinti imuninę sistemą reaguoti, kai ji susiduria su tikruoju virusu.

Genų redagavimas: elkitės atsargiai

Mokslininkas laiko Petri lėkštelę su dygstančiais miežių embrionais, kurie buvo genetiškai modifikuoti.Seanas Gallupas / Getty Images naujienos / Getty Images

Kad ir koks buvo Michaelas Crichtonas nuovokus, mažai tikėtina, kad jis galėjo įsivaizduoti, kiek per pastaruosius tris dešimtmečius pažengė mokslininkų gebėjimai kurti biologiją. Sugrąžinti išnykusias rūšis, nors tai yra aktyvi tyrimų sritis, išlieka velniškai sunku. Tačiau daugeliu atžvilgių mūsų technologijos yra daug toliau nei dabartinės jūros periodo parkas ir vėlesni filmai.

Bet kaip mums sekėsi dėl atsakomybės?

Laimei, svarstymas apie socialinę ir etinę genų redagavimo pusę ėjo kartu su mokslo raida. 1975 m. mokslininkai susitarė dėl būdų, kaip užtikrinti, kad nauji rekombinantinės DNR tyrimai būtų atliekami saugiai. Nuo pat pradžių etiniai, teisiniai ir socialiniai mokslo aspektai buvo įtraukti į žmogaus genomo projektą. „Pasidaryk pats“ biologinės bendruomenės buvo saugių ir atsakingų genų redagavimo tyrimų priešakyje. O socialinė atsakomybė yra neatsiejama sintetinės biologijos konkursų dalis.

Tačiau kadangi genų redagavimas tampa vis galingesnis ir prieinamesnis, vargu ar pakaks geranoriškų mokslininkų ir inžinierių bendruomenės. Nors „Juros periodo parko“ filmai turi dramatišką ateitį, jie iš tikrųjų supranta vieną dalyką: net ir turint gerų ketinimų, blogų dalykų nutinka, kai sumaišai galingas technologijas su mokslininkais, kurie nebuvo išmokyti galvoti apie pasekmes. apie savo veiksmus – ir negalvojo paklausti ekspertų, kurie tai padarė.

Galbūt tai yra nuolatinė žinia Juros periodo pasaulis: dominavimas – kad nepaisant neįtikėtinos pažangos genetinio dizaino ir inžinerijos srityje, viskas gali ir bus blogai, jei nesiimsime socialiai atsakingai plėtoti ir naudoti technologijas.

Geros naujienos yra tai, kad mes vis dar turime laiko panaikinti atotrūkį tarp „galėtų“ ir „turėtų“ mokslininkų perprojektuojant ir pertvarkant genetinį kodą. Bet kaip Juros periodo pasaulis: dominavimas primena kino žiūrovams, kad ateitis dažnai yra arčiau, nei gali pasirodyti.

Šis straipsnis iš pradžių buvo paskelbtas Pokalbis pateikė Andrew Maynardas adresu Arizonos valstijos universitetas. Originalų straipsnį skaitykite čia.

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas.