Куче, кажи "Мяу"
Учените разработиха революционен метод за прецизно манипулиране на гени, което може да доведе до създаването на нови животински видове или до връщане на изчезнали
– Куче, кажи "Мяу".
– Грух-грух.– Егати коня!
Този стар анекдот е печелил не една или две награди за най-глупави вицове, но в някаква степен скоро може да се окаже реалност. От години учените се опитват и експериментират с генното модифициране. Стремежът е да се изчистят недостатъците, които се предават през поколенията, както и да се подобрят характеристиките на субекта, чиито гени се изменят. В Северна Америка генно модифицираните земеделски култури (познати повече като ГМО продукти) са популярни, докато Европа има изключително консервативна политика по въпроса. Бързото развитие на технологиите постепенно позволява подобна интервенция и при животни, а скоро може да се случи и при хората. Което естествено може да породи доста въпроси от етичен и регулаторен характер. Нов подход за прецизно пренареждане и замяна на генома в дадена жива клетка може да подсили този процес и да подпомогне създаването на ГМО животни и дори редактиране на човешките гени. Според мнозина учени настъпва нова ера в молекулярната биология.
От кръстосване до подмяна
Макар и да звучи като научна фантастика, хората от векове извършват генетични промени сред животни и растения. Процесът се нарича селективно размножаване и представлява кръстосване на екземпляри с определени качества, така че след няколко поколения да се получат определени животни или растения. Доста от съвременните домашни любимци (кучета, котки, коне и др.), както и зеленчуци и плодове са изключително видоизменени спрямо предшествениците си отпреди три, четири или повече века. Например дините не са изглеждали като съвременните си еквиваленти, когато европейските преселници ги донесли на Стария континент от Африка през XVII век. Отвън са наподобявали повече на пъпеши, докато вътрешността им не е била изцяло червена и сладка, а само отчасти. Чрез селективното размножаване те достигат до сегашния си външен вид: дори тези без семки не са ГМО продукт, а са пак хибрид – дело на прецизно кръстосване между различни видове.
Този метод може да е прост, но изисква доста време, а и предразполага към генетични обременявания. Например според изследване на американската ветеринарна организация всичките 50 най-популярни породи кучета в САЩ са изложени на риск от генетични дефекти. Което може да се избегне, ако хората могат да манипулират растителния или животинския геном по-прецизно. Учените експериментират в тази сфера от десетилетия.
Първите генно модифицирани мишки се появяват през 80-те години на миналия век, а през 2003 г. на пазара се появяват риби, които светят в различни цветове. Те са наречени GloFish и този ефект е постигнат, като в нормалните риби е добавен ген на медуза, който им позволява да флуоресцират. Така е създаден нов вид риба с качества, взети от съвсем друг вид животни.
Вирус, бактерия и щипка протеин
Сегашното генно инженерство се осъществява с доста груби за молекулярната биология методи, като учените доскоро не разполагаха с инструменти за прецизното подреждане или пренареждане на гените. Доста от изпробваните подходи са много сложни и времеемки, което прави неефективен целия процес за достигане на стабилни резултати. Откритият неотдавна нов метод CRISPR/Cas9 може да промени изоснови сектора и да позволи на хората да модифицират генната спирала както си пожелаят, при това сравнително лесно и бързо.
Създаден през 2012 г. от учени в Калифорнийския университет в Бъркли, методът CRISPR/Cas9CRISPR-Cas9 е естествен защитен процес на някои бактерии да се предпазят от вируси. При него вирусът инжектира своята ДНК и бактерията реагира, като създава двойка рибонуклеинова киселина (РНК), която да съвпада с гените на нападателя. Тази РНК се слива със специален протеин Cas9, който може да реже и неутрализира ДНК спиралата. Крайният резултат е, че протеинът с помощта на РНК "прихваща" чуждата ДНК и започва да я "реже" и по този начин унищожава гените на вируса. Учените от години наблюдават този процес и се опитват да пресъздадат протеина Cas9, който да използват не само за да разрежат ДНК на вируса, но и да могат да правят това с всеки генетичен материал. А и така могат да използват връзките, за да пренаредят и обработят гените по начин, който желаят. Cas9 ще раздели двойната спирала на гена и ще го среже на определено място. При нормални обстоятелства самата ДНК ще се опита да завърши само липсващата част и така да доведе до произволни мутации. Но учените могат да завършат генетичния код, като добавят желания от тях ген. Всичко това се прави на молекулярно ниво и може да се извърши с доста висока прецизност. Този метод може да се прилага на всякакъв тип клетки, дори и на стволови, което може да доведе до създаването на истински генно модифицирани животни.
"Джурасик парк" в реалния живот
Откритието ще позволи на учените да контролират и манипулират възможностите на няколкостотин добре познати гена. Но с времето и трупането на познания за различните комбинации и свойствата на гените те ще могат да правят каквото си поискат на молекулярно ниво.
"От десетилетия разполагаме с технологии за манипулиране на гени, но откритието ни предоставя истински молекулярен скалпел за гени", коментира Дженифър Дудна, учен от Калифорнийския университет в Бъркли, цитирана от TechInsider. "Докато всички технологии от миналото са все едно използваме пневматичен чук."
В същото време развитието на този метод може да отвори кутията на Пандора, както става в холивудската поредица "Джурасик парк". В нея учените създават генетични копия на динозаврите от мезозойските периоди юра и креда. В последния филм те дори правят хибрид, който съчетава гени от различни динозаври и съвременни животни.
Но дори да не се постави толкова амбициозна цел като пресъздаване на динозаврите, развитието на генното инженерство може да върне доста изчезнали видове обратно в реалния свят. Или пък да помогне на сегашни застрашени видове да възстановят популацията си. Друга възможност е да се създадат хибриди на сегашните животни. Гигантски пилета? Няма проблем, дори няма да се ползват антибиотици и стероиди, каквато е съвременната практика.
Съществуват две големи пречки, които могат да забавят или дори да не допуснат подобен развой на събитията. Първата е изцяло техническа – макар и вече да има прецизен метод за пренареждане на гените, тяхното пълно разчитане и правилно комбиниране е доста бавен процес, който може да отнеме десетилетия. Вторият проблем е изцяло морален и етичен. Къде е границата на добрата и лошата мутация? Предвид голямата съпротива срещу ГМО земеделските култури, най-вероятно ще има подобно недоволство и срещу ГМО животните. Макар част от негативните ефекти на сегашните ГМО зеленчуци и плодове да се дължат на непрецизното им обработване, нагласата може да не се промени, дори този процес да бъде подобрен. Да не говорим и за възможността да се манипулира човешкият геном и да започнат подобни експерименти. Резултатите може да доведат до изкореняването на редица болести, особено предаваните по генетичен път, но и да се стигне до нежелани или пък противоречиви мутации. Скоро науката ще изпревари възгледите ни за това кое е нормално и кое не и ще постави човечеството пред изключително сложни въпроси.
