Що буде, коли кожен зможе редагувати гени в домашніх умовах? Ми збираємось це з’ясувати

Прямо зараз, всього за 140 доларів, ви можете отримати в свої руки один з найпотужніших інструментів для редагування генів, відомих науці. Вам навіть не доведеться виходити з дому. Набір CRISPR “зроби сам” від ODIN, як він називається, доставлять вам його до дверей вашого будинку.

Проект є дітищем колишнього науковця НАСА Джосайї Зейнера, який залишив агентство на початку цього року, щоб продавати набори CRISPR зі своєї квартири в Кастро-Веллі, штат Каліфорнія. Зібравши майже 71 500 доларів на Indiegogo, він звернувся до ODIN на повну ставку.

Люди мають хибне відчуття безпеки щодо того, що академічна наука є “хорошою і безпечною”.

Зейнер є одним з членів міжнародної спільноти біохакерів, які хочуть демократизувати науку. Біологія та тіло – це їхні ігрові майданчики. Вони запитують, чому експерименти повинні бути обмежені академічними установами і чому мляві процеси федерального схвалення повинні зупиняти наукові відкриття. Завдяки численним біохакерам технології, які колись були замкнені у вежі зі слонової кістки, тепер доступні практично будь-кому.

• Тести на антитіла до коронавірусу не є рівними. Ось що вам потрібно знати
• Стартап створив тест на коронавірус за 135 доларів, який можна зробити вдома
• Коронавірусу можуть протистояти краудсорсингові обчислення Folding@Home

Але багато експертів вважають зусилля Зейнера необережними і навіть небезпечними. Вони стурбовані передачею таких потужних інструментів в основному нерегульованому співтовариству вчених-аматорів, яким не вистачає строгості і нагляду, властивих тим, хто працює в офіційних установах. Вони стурбовані тим, що одна людина в гаражі може ненавмисно завдати незворотної шкоди. І хоча Зейнер наполягає на тому, що його наміри добрі, деякі вчені задаються питанням, чи варто так ризикувати.

CRISPR змінює все

Щоб зрозуміти, що робить Зайнер і чому багато експертів заперечують, давайте подивимося на революційний “інструмент” редагування генів під назвою CRISPR-Cas9.

Якщо коротко: система CRISPR дозволяє вченим редагувати ДНК, видаляти і додавати певні гени для створення специфічних мутацій. Це надзвичайно точна, покрокова методика, яку досить легко виконати в домашніх умовах в лабораторії “зроби сам”. Використовуючи цей інструмент, генетики можуть редагувати стовбурові клітини в чашці Петрі, змінювати гени всередині запліднених яйцеклітин або навіть впливати на кілька генів одночасно, створюючи абсолютно унікальні та розроблені послідовності ДНК.

Для більш детального пояснення подивіться це відео від MIT:

Яким би потужним не був цей інструмент, експерименти з CRISPR в домашніх умовах не регулюються на федеральному рівні, якщо тільки ці експерименти не проводяться на регульованих організмах, таких як певні патогенні мікроорганізми та стовбурові клітини. Уряд, однак, регулює вивільнення сконструйованих організмів. Таким чином, ви можете гратися з CRISPR на своїй кухні, але ви не можете розповсюджувати своє творіння без схвалення уряду.

За допомогою CRISPR вчені мають потенціал для редагування генетичних захворювань, редагування імунітету і створення трансгенних видів з відносною легкістю. Набори CRISPR від ODIN призначені для створення набагато простіших мутацій, таких як зміна кольору та запаху дріжджів – але це не обов’язково заспокоює нерви.

Ризики вдома та в закладі

“Якщо подивитися на патогенні організми в природі, вони часто відрізняються від своїх непатогенних побратимів дуже крихітними модифікаціями”, – розповідає Digital Trends Стюарт Ньюман, професор клітинної біології та анатомії в Нью-Йоркському медичному коледжі. Він вказує на бактерію, яка викликає смертельну дифтерійну інфекцію. “Це був доброякісний мешканець дихальної системи, – каже він. “Але в якийсь момент еволюції… вона підхопила білок… який дозволив бактерії взаємодіяти з людським організмом і викликати жахливу хворобу”.

І лабораторія не завжди безпечніша за природу.

“Мене турбують ненавмисні побічні ефекти від використання з добрими намірами”.

П’ятнадцять років тому австралійська дослідницька лабораторія намагалася генно-інженерним шляхом створити контрацептив для мишей як засіб боротьби зі шкідниками. Замість цього вони випадково модифікували легку віспу у вірус, який вбивав кожну мишу, яку він інфікував. І це за допомогою набагато більш грубих інструментів редагування генів, ніж ті, що доступні сьогодні.

“Ми не можемо передбачити такі речі заздалегідь”, – каже Ньюман. “Ви не можете бути впевнені, що маєте справу з доброякісним штамом або геном. Не існує правил щодо того, що буде патогенним, а що ні – щось є доброякісним лише до тих пір, поки ви не отримаєте суміш, яка має несподіваний наслідок”.

Зейнер погоджується з цією думкою, але не вважає, що наукові установи є більш безпечними, ніж проекти “зроби сам”.

“Аргумент про те, що біохакінг в домашніх умовах не такий безпечний або суворий, як в академічних установах, є довільним”, – говорить Зейнер, додаючи, що люди мають помилкове відчуття безпеки щодо академічної науки, яка є “хорошою і безпечною”, незважаючи на регулярні промахи. Він посилається на статтю, опубліковану минулого місяця, в якій було виявлено помилку в поширеному програмному забезпеченні для фМРТ. Це дослідження може зробити недійсними близько 40 000 наукових робіт. “Більше десяти років досліджень під питанням через те, що хтось неправильно закодував програмне забезпечення”, – говорить він.

Якщо офіційний дозвіл на проекти, подібні до CRISPR, буде надано лише академічним установам або людям, які мають ступінь доктора філософії, то, на думку Зейнера, науковий прогрес буде заблоковано. “Навіть якщо ці [DIY-вчені] не настільки кваліфіковані, наскільки швидше ми могли б з’ясувати проблеми з хворобами і зрозуміти природу світу, в якому ми живемо?”

Втім, саме ця нестача навичок і є однією з головних проблем Ньюмана. Він і Зейнер є підготовленими вченими, але покупці ODIN можуть ними не бути. Існує науковий метод, каже Ньюман, і про нього не можна забувати. “Якщо ви хочете підійти до наукового питання, ви повинні мати певні уявлення про те, що ви хочете вивчати”, – каже він. “Ви не просто майструєте. Я навіть не знаю, чи назвав би я [DIY science] “наукою”. Це більше схоже на гру”.

Але, перш за все, Ньюман турбується про те, що провокаційні проекти, подібні до тих, які пропонує ODIN, можуть підірвати серйозність експерименту.

Штами або гени в наборі ODIN не регулюються і не є небезпечними за своєю природою. Кваліфіковані вчені виконали всю необхідну роботу, щоб гарантувати, що експеримент CRISPR призведе до конкретних, нешкідливих результатів. “Але це вбиває в голови людей, що генетично модифікувати – це нормально.

Хенк Грілі відкидається на спинку столу і дивиться на нас з-під окулярів зі скептицизмом, який знаходиться десь між захопленням Зайнера наукою “зроби сам” і запереченням Ньюмана. Директор Стенфордського центру права та біологічних наук знову і знову зізнається, що він не проти таких речей, як біохакінг – він просто нервує з цього приводу і вважає, що це має бути врегульовано.

“Те, що ви не можете передбачити це досконало, не означає, що ви не повинні намагатися”.

“Мене турбує зловмисне використання”, – каже Грілі. “Думаю, як і всі ми. Але мене також турбують ненавмисні побічні ефекти від використання з добрими намірами”.

Кишкова паличка є у кожного, і хоча вона часто є доброякісною, існують небезпечні штами. Вчені визначили геноми обох штамів. Грілі вважає, що цілком можливо, що зловмисний біохакер може отримати зразок кишкової палички – “Будь-хто, хто має доступ до туалету, має доступ до зразка кишкової палички”. – і зробити необхідні генетичні модифікації, щоб перетворити цей доброякісний штам на біологічну зброю. Але це все ще досить малоймовірно і потребує певних навичок.

Замість цього Грілі вважає, що ми повинні бути найбільш обережними з приводу нестримного використання CRISPR.

Зайнер, тим часом, оцінює обидва ці ризики як номінальні. “Потрібна значна майстерність, щоб перетворити цю бактерію або дріжджі на небезпечну річ”, – каже він. І він порівнює шанс випадкового створення підривного організму з шансом випадкового створення бомби з комп’ютерних деталей.

Грілі все ще не впевнений. “Нові форми життя дуже непередбачувані в нових умовах, – каже він, – що частково є аргументом не на мою користь, тому що це означає, що ви не можете їх добре регулювати, оскільки ви не можете їх передбачити. Але тільки тому, що ви не можете передбачити це досконало, не означає, що ви не повинні намагатися”.

Як може виглядати регулювання?

Грілі пропонує кілька відправних точок, які слід враховувати при регулюванні. По-перше, регуляторні органи повинні знати, хто і як проводить експерименти, тому вчені-аматори повинні зареєструватися і дотримуватися безпечних лабораторних практик, каже він. Якщо і коли створюється новий організм – незалежно від того, наскільки доброякісним він здається, – експерт повинен вивчити його, щоб визначити будь-який потенційний ризик. А регуляторні органи повинні мати план подальших дій і контролю над організмом, якщо ситуація вийде з-під контролю. Розглянемо генетичний “вимикач”, який може призвести до загибелі синтетичних організмів в умовах поза лабораторією.

“Це буде складна регуляторна схема, але я думаю, що це хороша відправна точка”, – говорить Грілі.

Безумовно, Зейнер не виступає проти регулювання. Але, поки уряд не поспішає зважувати варіанти, він має намір продовжувати свої експерименти і допомагати іншим. В даний час ODIN консультує з питань проектів CRISPR такі установи, як Прінстон, Вашингтонський університет і Чиказький університет – альма-матер Зейнера і Ньюмана.

“Знаєте, ми бачимо науку в засобах масової інформації, і вони кажуть, що це буде доступно для громадського використання через 20 років, – каже він. “Це завжди мене розчаровувало. Я такий: “До біса цю людину, я хочу працювати з речами зараз!”. “

Рекомендації редакції

Чи може хлорохін вилікувати коронавірус? Ось що говорить наука

• Чи може суперкомп’ютер врятувати нас від коронавірусу? Ми поговорили з людиною, яка знає
• Як гра-головоломка може допомогти вченим знайти ліки від коронавірусу
• Чи можуть нові фармацевтичні друзі 23andMe нарешті знайти ліки від псоріазу?
• Редагування генів CRISPR може допомогти зупинити поширений пташиний вірус
• Набір ODIN DIY CRISPR

Source: digitaltrends.com