Генна інженерія, яку також називають генетичною модифікацією, а також за допомогою ряду інших вільних ідентифікаторів, є цілеспрямованою маніпуляцією з дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК) змінити гени організму за допомогою лабораторних методів.
Це передбачає клонування генів, або відтворення безлічі копій певної послідовності ДНК, яка містить генетичний код для конкретного білкового продукту.
Після того, як генетичний матеріал, що представляє інтерес, був виділений з батьківської ДНК, його потрібно ввести в нитку існуючої ДНК з іншого джерела, щоб він виконував свою функцію.
Цей ланцюг "змішаної" ДНК називається рекомбінантна ДНК. По суті, «прищеплена» ДНК використовує клітинний механізм середовища, в якому вона перебувала і клонований ген експресується (тобто білок, який він кодує, синтезується) в гібридному ланцюгу ДНК.
Поява молекулярно-клітинної біології незабаром поступилося місцем починанню та завершенню Проект геному людини. З самого початку "нового тисячоліття" розуміння людством прикладної генетики та інструментів, що є в розпорядженні дослідників у всьому світі, різко розквітло.
Але зі збільшенням можливостей у таких сферах, як клонування, виникають і більші обов'язки, враховуючи те, про що йдеться в майбутньому. У чому полягають етичні проблеми цієї технології та який стан етики в генній інженерії як дисципліні?
Генна інженерія: базовий процес
Приклад генетичних змін, застосованих до мікробів, дає хороший огляд загального процесу інженерії ДНК.
По-перше, якщо ви відповідаєте за такий проект, ваша інженерна команда повинна знайти ген, який варто посилити - іншими словами, розмножити - або включити в новий організм.
Наприклад, що, якби ви могли надати певним жабам здатність світитися в темряві? Для цього вам потрібно буде спочатку визначити інший організм, що володіє цією ознакою, а потім визначити точна послідовність ДНК або ген, що надає цю здатність, наприклад, шляхом кодування фотолюмінесцентного білка.
Потім потрібно вирішити, куди в ДНК-мішені (тобто у жаби) буде надходити ген. Вам також потрібно знайти вектор, щоб довести ген до цілі. Вектор - це частина ДНК, в яку ген може бути вставлений для перенесення в організм-реципієнт. Часто цей вектор походить від бактерій або дріжджів.
Вам також потрібно буде знайти відповідний ендонуклеази рестрикції, які є ферментами, які вирізають короткі (чотири-вісім основ) сегменти ДНК, щоб на їх місце можна було вставити інші довжини ДНК. Нарешті, мішень та вектор ДНК змішують у присутності ДНК-лігаза, фермент, який пов'язує їх між собою, утворюючи рекомбінантну ДНК.
Загалом, процес дуже простий, принаймні з теоретичної точки зору.
Етика генної інженерії: огляд
Генна інженерія являє собою будь-який процес, при якому геном маніпулюють, змінюють, видаляють або коригують з метою посилення, зміни або коригування певної характеристики організму. Іншими словами, він охоплює дуже широкий спектр унікальних хімічних змін, враховуючи кількість ознак, доступних для маніпуляцій у еукаріотичних організмів (тварин, рослин та грибів).
Колеги еукаріоти у живому світі, прокаріоти, майже всі одноклітинні і мають порівняно незначну кількість ДНК. Як і слід було очікувати, з технічної точки зору набагато легше маніпулювати геномом (сумою всієї ДНК в хромосомах організму) бактерії, ніж, наприклад, козою.
Але в той же час, дослідження генної інженерії на бактеріях, крім того, що було тим, що було дійсно здійсненним на початку днів генетичної модифікації, також уникали практично всіх етичних питань, оскільки ніхто не турбувався про добробут Росії бактерії.
Але швидкий наближення дня, коли можна буде відтворити цілих людей, стимулює всілякі нові етичні суперечки в науковому співтоваристві та за його межами.
Генна інженерія: соціальні наслідки
Хоча генна інженерія використовує способи, які в цілому корисні для суспільства, певні програми можуть викликати етичні проблеми, особливо щодо прав тварин та людини.
Наприклад, хоча легковажний приклад жаби, що світиться в темряві, мався на увазі на жарт, правда, насправді створення такої тварини було б чреватим етичними проблемами. Наприклад, навіщо робити тварину більш сприйнятливою до нічних хижаків, полегшуючи її бачення?
До кінця першого десятиліття 21 століття біоетики, соціологи, антропологи та інші спостерігачі вже зважили питання, які ще не були повністю випрямити голову через практичні або технологічні бар'єри, які, як очікувалося, впадуть убік, оскільки генна інженерія стане більш досконалою та вишуканий.
Багато з них було досить легко уявити (наприклад, клонування людей); інші були набагато витонченішими. Мало хто, звичайно, має легкі або чіткі відповіді.
Деякі наслідки можливості тестувати, а тим більше імітувати, певні гени нелегко протистояти. Наприклад, якщо медична наука дозволила вам визначити, чи несе дитина, яку ви щойно зачали і яка зараз перебуває у вас в утробі або у партнера, ген для смертельного захворювання, як ви можете реагувати?
Чи не змінить це щось із захворювання, яке почалося пізніше в житті? Чи відчували б ви етичну відповідальність повідомляти дитину протягом її життя, якщо вагітність призвела до народження начебто здорової дитини?
Загальні застосування генної інженерії
Люди часто схильні говорити про генну інженерію так, ніби це концепція лише на майбутнє. Але насправді він уже тут і глибоко закріплений у ряді повсякденних додатків. Як результат, етичні загадки вже є у світі.
Сільське господарство: Не потрібно бути висококласним наркоманом новин, щоб усвідомлювати постійну суперечку, пов’язану з генетично модифікованими продуктами харчування. часто називають ГМО (для "генетично модифікованих організмів"). Повне опрацювання цієї теми вимагало б кількох статей принаймні стільки, скільки ця.
Штучний відбір (розведення): Генетичні маніпуляції з розмноженням тварин протягом сучасної історії людства традиційно не вимагали цілеспрямованих мікробіологічних методів. Однак вибіркове розведення між собаками, чиї ДНК-комплементи для певних ознак нанесені на карту протягом багатьох поколінь, є формою генної інженерії на рівні організму.
Генна терапія: Генна інженерія дозволяє доставити робочі гени пацієнтам, власна ДНК яких не включає ці гени. Див. «Ресурси» статті про дослідження, що використовує цю методику при хворобі Паркінсона, нейродегенеративному розладі, який вражає близько півмільйона американців.
Клонування: Зазвичай це стосується створення точної копії ланцюга ДНК, але його також можна використовувати для клонування (тобто продублювання) цілого організму.
Фармацевтична промисловість: Генетична модифікація може бути використана для створення прокаріотичних мікроорганізмів, які можуть виробляти хімічні речовини (наприклад, білки або гормони), щоб виготовляти ліки або засоби для користі для людини. Це використовує дуже короткий час генерації (тобто швидкість розмноження) більшості бактерій.
CRISPR та редагування генів
Мабуть, найбільш насувається проблемою в галузі генної інженерії, що перевершує навіть ГМО, є поява CRISPR, що розшифровується як cглянцевий регулярно iпростір sхорт стораліндромний рспоживає.
Ці короткі послідовності ДНК від бактерій можуть бути використані для створення відповідних РНК послідовності і за допомогою ферменту, що називається Cas9, може використовуватися для "проникнення" послідовностей ДНК в геном людини або видалення інших. Звідси термін "редагування генів" часто розглядається в контексті обговорень CRISPR.
Справжні наслідки CRISPR полягають у тому, що процедуру можна використовувати не лише для коригування та маніпулювання генами людини як такої, але й людських ембріонів, враховуючи можливість "дизайнера" це може призвести до "виготовлення" лише певних типів людей (наприклад, тих, хто має певний колір очей, етнічний профіль, рівень інтелекту, загальний вигляд та силу тощо). увімкнено). Хоча всі хочуть сильних, здорових немовлят, чи використовує біотехнологія, щоб дістатись там етично?
Крім того, як і будь-яка нова технологія, неможливо знати довгостроковий вплив зміни чиєїсь (або будь-якого організму) ДНК таким чином.
Таким чином, окрім занепокоєння щодо "гри в Бога" та перевищення меж, деякі люди вважають, що природа природно поставила їх на місце, є і практичне здоров'я проблеми: генетично спроектовані організми, створені за допомогою таких відкриттів, як CRISPR, виглядають чудово, коли вони абсолютно нові, але як вони витримають основні випробування часом?
Різні етичні наслідки генної інженерії
Вплив на сільське господарство: Генетична модифікація певних рослин (і патентів на ці рослини) означає, що фермери, які не використовують це насіння, частіше припиняють свою діяльність. Крім того, якщо їх насіння навіть випадково схрещені із запатентованим насінням, на них можна подати позов, навіть якщо це було просто через навколишнє середовище або неминуче перехресне запилення.
Багато з цих рослин стійкі до гербіцидів, що використовуються для знищення бур'янів та конкуруючих рослин, але деякі з цих гербіцидів також токсичні для людини, що вводить ще одну етичну проблему.
ГМО-рослини можуть також впливати на природну екосистему, передаючи ці нові гени іншим рослинам; довгостроковий вплив на навколишнє середовище поки що не може бути відомий.
Права тварин: Певні форми генної інженерії на їх обличчі виявляються порушеннями прав тварин. Тваринні худоби, такі як кури, часто призначені для вирощування більших грудей, що робить існування та життя болючим і майже неможливим. Ці типи модифікацій роблять м’ясо кращим для споживачів, але, безперечно, додає труднощів і болю життю тварин.
Важко сприйняти це з "етичною" поведінкою у свідомості кожного, хто надає значення ідеї розумних істот, які зазнають непотрібних страждань.
Раніше селекція згадувалася як вид генної інженерії. Розведення собак - це одна з галузей, в якій небезпеки цієї практики широко розкриваються, хоча розведення собак, тим не менше, залишається популярним. Селекціонери часто намагаються використовувати генетично обмежені зразки для виготовлення «чистопородних» ліній (і знову ж таки, штучних відбір - це форма генної інженерії, що спирається на ті самі еволюційні принципи, що і природний відбір робить).
Ці тварини часто страждають від проблем зі здоров’ям, головним чином через збереження шкідливих генів, які природним чином випали б з популяції, але збереглися б через розведення собак.
Усунення "поганих" генів: Основна привабливість генної інженерії для багатьох людей полягає не в тому, що вона може створити щось супер, а в тому, що вона може усунути щось, що вже є, але небажане. CRISPR та супутні технології можуть призвести до можливості видалення шкідливих генів або, що більш холодно, позбутися людей або організмів з генами, що призводять до хронічних захворювань або до психічних хвороби.
Це етично? Що робити, якщо ці поверхнево “погані” гени насправді служать хорошій меті, як це робить ген “серповидноклітинної” у своїй гетерозиготній формі, часто пропонуючи захист від малярії? Не помилковим є бажання «позбутися» психічних захворювань, а ідея усунення людей, які могли б розвивати психічні захворювання пізніше, але позбавлені цього сьогодні повинні охолодити кров будь-якого громадянина.
І навіть якщо точно можна було б знати, що у деяких людей розвиватимуться страшні психічні захворювання, чи означає це, що такі людям, які ніколи не просили жодної своєї ДНК і не мають участі в проблемах у власних геномах, слід позбавляти шансів в житті? Хто такі етики, що представляють тих, хто потрапляє внаслідок нещасних випадків із дуже неспокійним життям?
Зміни в генетичному різноманітті: Усунення "поганих генів" та відбір лише за "хорошими рисами" може призвести до того, що рослини, тварини та люди будуть занадто генетично схожими. Це робить людей та інші організми більш вразливими до хвороб та ризику захворіти, виводячи більшу частину населення. Це також заважає Природний відбір, еволюційні процеси і популяційна генетика, які, хоч і повільно, а іноді і незграбно, прагнуть адекватно виконувати завдання біосфера в порядку.