Gēnu inženierijas ētika

Gēnu inženierija, ko sauc arī par ģenētisko modifikāciju un kuru veic arī vairāki citi vaļīgi identifikatori, ir mērķtiecīga manipulācija ar dezoksiribonukleīnskābe (DNS) mainīt laboratorijas metodes organisma gēnos.

Tas ietver gēnu klonēšanavai īpašas DNS sekvences, kurā glabājas noteikta olbaltumvielu produkta ģenētiskais kods, kopiju daudzu reproducēšana.

Kad interesējošais ģenētiskais materiāls ir izolēts no tā mātes DNS, tas jāievada esošās DNS virknē no cita avota, lai tas varētu veikt savu funkciju.

Šo "jauktās" DNS virkni sauc rekombinantā DNS. Būtībā "uzpotētā" DNS izmanto tās vides šūnu mehānismu, kurā tā atrodas ievadīts, un klonētais gēns tiek ekspresēts (tas ir, sintezēts tā kodētais proteīns) hibrīda virknē DNS.

Molekulāro šūnu bioloģijas parādīšanās drīz vien ļāva uzsākt un pabeigt Cilvēka genoma projekts. Kopš "jaunās tūkstošgades" sākuma cilvēces izpratne par lietišķo ģenētiku un visā pasaulē pētnieku rīcībā esošajiem rīkiem ir dramatiski uzplaukusi.

Bet ar lielākām iespējām tādās jomās kā klonēšana palielinās atbildība, ņemot vērā to, kas ir apdraudēts nākamajām paaudzēm. Kādi ir ētikas jautājumi saistībā ar šo tehnoloģiju, un kāds ir ētikas stāvoklis gēnu inženierijā kā disciplīnā?

Mikrobiem piemēroto ģenētisko izmaiņu piemērs sniedz labu pārskatu par vispārējo DNS inženierijas procesu.

Pirmkārt, ja jūs esat atbildīgs par šādu projektu, jūsu inženieru komandai jāatrod gēns, kuru vērts pastiprināt - citiem vārdiem sakot, atkārtot - vai iekļaut jaunā organismā.

Piemēram, kā būtu, ja jūs dažām vardēm varētu dot spīdēt tumsā? Lai to izdarītu, jums vispirms ir jāidentificē cits organisms, kam piemīt šī īpašība, un pēc tam jānosaka precīza DNS secība vai gēns, kas piešķir šo spēju, piemēram, kodējot fotoluminiscējošu olbaltumvielas.

Pēc tam jums jāizlemj, kur mērķa DNS (t.i., vardes) gēns nonāks. Jums arī jāatrod vektors, lai gēns nonāktu mērķī. Vektors ir DNS gabals, kurā gēnu var ievietot, lai to pārnestu recipienta organismā. Bieži vien šis vektors nāk no baktērijām vai rauga.

Jums arī jāatrod piemērots ierobežojošās endonukleāzes, kas ir fermenti, kas izgriež īsus (no četrām līdz astoņām bāzēm) DNS segmentus tā, lai to vietā varētu ievietot citus DNS garumus. Visbeidzot, mērķa un vektora DNS tiek sajaukti klātbūtnē DNS ligāze, ferments, kas tos savieno, iegūstot rekombinanto DNS.

Kopumā process ir ļoti vienkāršs, vismaz no teorētiskā viedokļa.

Gēnu inženierija ir jebkurš process, kurā ar gēnu tiek manipulēts, mainīts, izdzēsts vai pielāgots tā, lai pastiprinātu, mainītu vai pielāgotu noteiktu organisma īpašību. Citiem vārdiem sakot, tas ietver ļoti plašu unikālu ķīmisko izmaiņu klāstu, ņemot vērā eikariotu organismos (dzīvniekos, augos un sēnēs) pieejamo īpašību skaitu.

Kolēģi eikarioti dzīvajā pasaulē prokarioti, gandrīz visas ir vienšūnas un tām ir salīdzinoši niecīgs DNS daudzums. Kā jūs varētu sagaidīt, no tehniskā viedokļa ir daudz vieglāk manipulēt ar baktērijas genomu (visas organisma hromosomās esošās DNS summu) nekā, piemēram, ar kazu.

Bet tajā pašā laikā gēnu inženierijas pētījumi par baktērijām, papildus tam, ka tas bija viss, kas patiešām bija iespējams agri dienu ģenētiskās modifikācijas laikā arī izvairījās no praktiski visiem ētiskiem jautājumiem, jo ​​nevienu neuztrauca Grieķijas labklājība baktērijas.

Bet dienas straujā pieeja, kad būs iespējams atveidot veselus cilvēkus, zinātniskajā vidē un ārpus tās raisa visdažādākās svaigās ētikas debates.

Lai gan gēnu inženierijai ir izmantojums, kas kopumā ir labvēlīgs sabiedrībai, daži lietojumi var radīt ētiskas bažas, īpaši attiecībā uz dzīvnieku un cilvēktiesībām.

Piemēram, lai gan jocīgi bija domāts par tumsā mirdzošās vardes vieglprātīgo piemēru, taisnība, ka šāda dzīvnieka izveidošana faktiski būtu saistīta ar ētiskām problēmām. Piemēram, kāpēc padarīt dzīvnieku daudz uzņēmīgāku pret plēsējiem naktī, padarot to vieglāk redzamu?

21. gadsimta pirmās desmitgades beigās bioētiķi, sociologi, antropologi un citi novērotāji jau izsvēra jautājumus, kas vēl nebija praktiski vai tehnoloģiski šķēršļi, kas, domājams, nokritīs malā, kad gēnu inženierija rafinēts.

Daudzus no tiem bija diezgan viegli iedomāties (piemēram, cilvēku klonēšana); citi bija daudz smalkāki. Protams, tikai nedaudziem ir vienkāršas vai noteiktas atbildes.

Dažas no sekām, kas saistītas ar iespēju pārbaudīt noteiktus gēnus, vēl mazāk atdarināt, nav viegli sastopamas. Piemēram, ja medicīnas zinātne ļāva jums noteikt, vai jūsu tikko ieņemtais bērns, kurš tagad atrodas jūsu vai jūsu partnera vēderā, nes nāvējošas slimības gēnu, kā jūs varētu reaģēt?

Vai tas mainīs kaut ko no slimības, kas sākās vēlāk dzīvē? Vai jūs izjustu ētisku atbildību pastāstīt bērnam viņa dzīves laikā, ja grūtniecība izraisīja acīmredzami veselīga bērna dzīvu piedzimšanu?

Cilvēki mēdz runāt par gēnu inženieriju tā, it kā tā būtu tikai nākotnes koncepcija. Bet patiesībā tas jau ir šeit un dziļi iesakņojies vairākās ikdienas lietojumprogrammās. Tā rezultātā ētiskās problēmas jau ir pasaulē.

Lauksaimniecība: Nav nepieciešams būt augstas klases ziņu junkie, lai būtu informēts par notiekošajām diskusijām par ģenētiski modificētiem pārtikas produktiem. bieži sauc ĢMO (attiecībā uz "ģenētiski modificētiem organismiem"). Lai pilnībā apskatītu šo tēmu, būtu nepieciešami vairāki raksti, vismaz tik ilgi, cik šis.

Mākslīgā atlase (audzēšana): Dzīvnieku reprodukcijas ģenētiskās manipulācijas visā mūsdienu cilvēces vēsturē tradicionāli nav prasījušas mērķtiecīgas mikrobioloģiskas metodes. Tomēr selektīva audzēšana starp suņiem, kuru DNS papildinājums noteiktām pazīmēm ir kartēts daudzās paaudzēs, ir organisma līmeņa gēnu inženierijas veids.

Gēnu terapija: Gēnu inženierija ļauj piegādāt darba gēnus pacientiem, kuru pašu DNS neietver šos gēnus. Skatiet raksta par resursiem pētījumu par šī paņēmiena izmantošanu Parkinsona slimībā - neirodeģeneratīvos traucējumos, kas skar apmēram pusmiljonu amerikāņu.

Klonēšana: Tas parasti attiecas uz precīzas DNS virknes kopijas izgatavošanu, bet to var izmantot arī visa organisma klonēšanai (tas ir, dublēšanai).

Farmācijas nozare: Ģenētisko modifikāciju var izmantot, lai izveidotu prokariotu mikroorganismus, kas var radīt ķīmiskas vielas (piemēram, olbaltumvielas vai hormonus), lai ražotu zāles vai ārstēšanu cilvēku labā. Tas izmanto lielākās daļas baktēriju ļoti īso paaudžu laiku (tas ir, reprodukcijas ātrumu).

Varbūt visgrūtākais jautājums gēnu inženierijas jomā, kas pārsniedz pat ĢMO pārtiku, ir CRISPR, kas apzīmē ciekārots rpiemēram interspaced short lppalindromisks repeats.

Šīs baktēriju īsās DNS sekvences var izmantot, lai izveidotu atbilstošu RNS sekvences un, izmantojot fermentu, ko sauc par Cas9, var izmantot, lai "ielīst" DNS sekvences cilvēka genomā vai noņemtu citus. Tāpēc termins "gēnu rediģēšana" bieži tiek uztverts CRISPR diskusiju kontekstā.

CRISPR patiesā ietekme ir tāda, ka procedūru var izmantot ne tikai cilvēku per se, bet arī cilvēku embriju gēnu pielāgošanai un manipulēšanai, ļaujot "dizainera" iespējai zīdaiņi. "Tas var izraisīt" ražošanu "tikai noteiktiem cilvēku tipiem (piemēram, tiem, kuriem ir noteikta acu krāsa, etniskais profils, inteliģences līmenis, kopējais izskats un izturība utt.) ieslēgts). Kaut arī visi vēlas spēcīgus, veselīgus zīdaiņus, vai biotehnoloģijas izmanto, lai tur nokļūtu ētiski?

Tāpat kā jebkurai jaunai tehnoloģijai, nav iespējams uzzināt ilgtermiņa ietekmi, ja šādā veidā mainītu kāda (vai jebkura organisma) DNS.

Tādējādi, papildus bažām par "Dieva spēlēšanu" un robežu pārsniegšanu, daži cilvēki uzskata, ka daba ir dabiski ieviesusi, pastāv arī praktiska veselība bažas: ģenētiski modificēti organismi, kas veikti, izmantojot tādus atklājumus kā CRISPR, izskatās lieliski, kad tie ir pavisam jauni, bet kā viņi izturēs laika pamata pārbaudījumus?

Ietekme uz lauksaimniecību: Atsevišķu augu ģenētiskā modifikācija (un šo augu patenti) nozīmē, ka lauksaimnieki, kuri neizmanto šīs sēklas, visticamāk izbeidz uzņēmējdarbību. Turklāt, ja to sēklas pat nejauši tiek šķērsotas ar patentētām sēklām, tās var iesūdzēt tiesā, pat ja tas notika vienkārši vides vai nenovēršamas savstarpējas apputeksnēšanas dēļ.

Daudzi no šiem augiem ir izturīgi pret herbicīdiem, kurus izmanto nezāļu un konkurējošo augu iznīcināšanai, taču daži no šiem herbicīdiem ir toksiski arī cilvēkiem, ieviešot vēl vienu ētisku problēmu.

ĢMO augi var ietekmēt arī dabisko ekosistēmu, pārnesot šos jaunos gēnus uz citiem augiem; ilgtermiņa ietekmi uz vidi vēl nevar zināt.

Dzīvnieku tiesības: Daži viņu sejas ģenētiskās inženierijas veidi ir dzīvnieku tiesību pārkāpumi. Mājlopu dzīvnieki, piemēram, vistas, bieži tiek veidoti, lai audzētu lielākas krūtis, kas padara esošos un dzīvojošos sāpīgus un gandrīz neiespējamus. Šāda veida modifikācijas padara gaļu labāku cilvēku patērētājiem, taču neapšaubāmi rada grūtības un sāpes dzīvnieku dzīvē.

Ir grūti to norobežot ar "ētisku" uzvedību ikviena cilvēka prātā, kurš piešķir nozīmību idejai par to, ka dzīvās radības cieš nevajadzīgas ciešanas.

Agrāk audzēšana tika minēta kā gēnu inženierijas veids. Suņu audzēšana ir viena no jomām, kurā šīs prakses bīstamība ir labi reklamēta, lai gan suņu audzēšana tomēr ir populāra. Audzētāji bieži mēģina izmantot ģenētiski ierobežotus paraugus, lai izveidotu "tīršķirnes" līnijas (un atkal mākslīgas atlase ir gēnu inženierijas veids, kas balstās uz tiem pašiem evolūcijas principiem, kas ir dabiskā atlase dara).

Šos dzīvniekus bieži pārņem veselības problēmas, galvenokārt tāpēc, ka tiek saglabāti kaitīgie gēni, kas dabiski būtu izkrituši no populācijas, bet saglabājas suņu audzēšanas dēļ.

“Slikto” gēnu izslēgšana: Gēnu inženierijas pamata pievilcība daudziem cilvēkiem nav tā, ka tā varētu radīt kaut ko superīgu, bet gan tas, ka tas var novērst kaut ko, kas jau ir šeit, bet nav vēlams. CRISPR un ar to saistītās tehnoloģijas var izraisīt iespēju izdzēst kaitīgos gēnus vai, vēl jo vairāk, atbrīvoties no cilvēkiem vai organismiem ar gēniem, kas izraisa hroniskas slimības vai kas noved pie garīga rakstura slimības.

Vai tas ir ētiski? Ko darīt, ja šie virspusēji “sliktie” gēni patiešām kalpo labai mērķim, piemēram, “sirpjveida šūnu” gēns heterozigotajā formā, bieži piedāvājot aizsardzību pret malāriju? Nav nepareizi, ja vēlaties “atbrīvoties” no garīgām slimībām, bet gan ideja likvidēt cilvēkus, kuri to varētu attīstīties garīgās slimības vēlāk, bet šodien tās nav, vajadzētu atdzesēt jebkura pilsoņa asinis.

Un pat tad, ja ir droši zināms, ka dažiem cilvēkiem attīstīsies briesmīgas garīgas slimības, vai tas nozīmē, ka tādi ir cilvēkiem, kuri nekad nav lūguši nevienu savu DNS un kuriem nav roku, lai radītu problēmas viņu pašu genomos, būtu jāatsaka iespēja pie dzīves? Kas ir ētikas speciālisti, kas pārstāv tos, kurus dzimuši nelaimes gadījumi nodod ļoti nemierīgai dzīvei?

Ģenētiskās daudzveidības izmaiņas: Izslēdzot “sliktos gēnus” un atlasot tikai “labās īpašības”, augi, dzīvnieki un cilvēki varētu būt pārāk ģenētiski līdzīgi. Tas padara cilvēkus un citus organismus neaizsargātākus pret slimībām un risku saslimt ar lielākiem iedzīvotāju lokiem. Tas arī traucē dabiskā izlase, evolūcijas procesi un populācijas ģenētika, kas visi, lai arī lēni un reizēm neveikli, mēdz veikt atbilstošu darbu, lai saglabātu biosfēra kārtībā.