Стратегии ответственного генного редактирования — «наука»
Открытие нового мощного средства, способного решить проблемы здоровья и экологии, таких разнообразных, как малярия, болезнь Лайма и инвазивные виды, должно было бы стать причиной для празднования. Но из-за того, что средство, названное CRISPR, может привести к изменениям целых популяций диких организмов (и, таким образом, общих экосистем), ответственный подход к разработке подобных инструментов является беспрецедентным вызовом для науки и общества.
На протяжении тысячелетий путем селекционного размножения люди изменяли животных и растения; но, поскольку эти изменения, как правило, приводят к снижению способности выживания и размножения в дикой природе, они не распространяются на дикие популяции. Изменения, полученные с использованием CRISPR, которые позволяют ученым редактировать клетки ДНК с беспрецедентной точностью, отличаются в одном решающем аспекте: Результатом процесса может стать «генный драйв», естественно происходящая особенность некоторых генов, которая позволяет им распространяться внутри популяции, на протяжении поколений, даже если они не помогают выживанию (и, соответственно репродукции).
Проще говоря, теперь мы можем созерцать изменения диких популяций очень специфическими и косвенными способами. Эти изменения могут быть весьма позитивными. Изменяя определенные особенности комаров, мы могли бы сократить или даже ликвидировать древние наказания, такие как малярия и тропическая лихорадка, которые ежегодно поражают сотни миллионов людей. (Одна только малярия, каждые 90 секунд, в среднем, убивает одного ребенка).
Путем постоянной иммунизации соответствующих популяций животных, мы могли бы предотвратить новые случаи болезни Лайма и других заболеваний, которые зарождаются в диких организмах, или мы могли бы блокировать вновь возникающие патогены, такие как вирус Зика, который был связан с эпидемией задержки развития головного мозга у новорожденных, в Латинской Америке.
Покажите-ка свои гены
Nautilus17.08.2015Дайте-ка нам ваши гены
Nautilus28.07.2015Причины рака: образ жизни, гены и… просто случай
The Wall Street Journal03.01.2015Что касается окружающей среды, деятельность человека уже повлияла на каждую экосистему Земли, с далеко идущими последствиями — для нас и многих других видов — многие из которых еще набирают силу. Элементы генного драйва могли бы обратить вспять многое из нанесенного ущерба. Например, ограничение инвазивных видов — таких, как тростниковые жабы в Австралии, комары на Гавайях, или крысы и мыши практически везде — могло бы помочь восстановлению поврежденных биомов.
А устранение у вредителей влечения к нашим посевам, не умаляющее их способность выполнять свои другие экологические функции, устранило бы необходимость применения токсичных пестицидов.
Так, как мы пытаемся реализовать эти огромные потенциальные выгоды, мы также должны учитывать, что последствия генного драйва повлияют на целые общества. Учитывая подавляющую сложность экосистем, прежде чем приступить к этому, будет необходимо тщательное исследование, чтобы оценить последствия каждого вмешательства.
Генный драйв CRISPR, также выявляет проблемы, выходящие за рамки экологии: Существующие системы для разработки и оценки новых технологий, крайне недостаточны для мощных новых средств обширного влияния. Должно быть очевидным, что такие технологии, как генный драйв, которые не требуют широкого внедрения, чтобы иметь широкомасштабные последствия, никогда не должны быть применены без согласия проинформированного общества. Тем не менее, история показывает обратную картину, с принятием решений, редко учитывающих экологические последствия или мнения граждан.
В настоящее время существует мало возможностей для участия общественности до того, как конечные продукты разработаны, и как правило, уже слишком поздно вносить изменения. Игнорирование потенциально полезных вкладов от все более и более осведомленной общественности, технологическое развитие за закрытыми дверьми исключает сбалансированные оценки и обостряет противоречия — опасный безответственный и бесполезный результат, как для науки, так и для общества.
Генный драйв CRISPR предлагает возможность наметить новый курс. Для начала, уведомление общественности, включая широкие дискуссии, всегда должны предшествовать и информировать о разработке внедрения генного драйва в лаборатории. Четкое описание возможных последствий эксперимента — которое я и мои коллеги предоставили для технологии в целом — должно соблюдаться и быть прозрачным на протяжении всего процесса разработки.
Этот контролируемый обществом подход к исследованию, предоставляет возможности для выявления и устранения потенциальных проблем и опасений в процессе разработки. Если предполагаемая проблема не может быть надлежащим образом решена, исследователи должны быть готовы прекратить действие проекта.
Прозрачность и коллективный контроль, также поможет гарантировать, что ученые выполняют свою главную обязанность по защите от несчастных лабораторных случаев. Эксперименты с участием организмов с генным драйвом, практически единичны, с точки зрения потенциального вреда, который может произойти вне лаборатории. Хотя изменения на уровне ДНК, распространяемые одним генным драйвом, могут быть переписаны другим генным драйвом — важная гарантия против нежелательных побочных эффектов и злоупотребления — будет совсем непросто повернуть вспять экологические последствия.
Несомненно, большинство экспериментов генного драйва будут представлять небольшой, если таковой имеется, риск для окружающей среды. Тем не менее, случайная утечка могла бы оказаться разрушительной для общественного доверия в способности исследователей развивать эту мощную технологию с мудростью и смирением. Именно поэтому, я и мои коллеги огласили, продемонстрировали, и опубликовали несколько легко осуществимых стратегий по ограничению.
Еще одной особенностью ответственного подхода было бы обязательство ученых, оценить каждое предлагаемое вмешательство генного драйва — говорят, мыши, иммунизированные таким способом, не могут передавать болезнь Лайма клещам — индивидуально, вместо того, чтобы принять общее решение по технологии в целом. В конце концов, преимущества и риски каждого вмешательства будут совсем разными.
Решающей гарантией против безответственного развития технологии генного драйва, является обеспечение того, что ранние вмешательства разработаны исключительно правительствами и некоммерческими организациями. Учитывая потенциал финансовых стимулов, чтобы исказить дизайн и результаты тестов на безопасность, сохранение мотивации прибыли отдельно от разработки и процессов принятия решений, будет способствовать сбалансированным оценкам.
Суть в том, что существующие модели технологического развития, являются недостаточными для технологий с широкими общими эффектами. Только со скорейшими обсуждениями, прозрачными исследованиями, осторожными гарантиями и руководством общества, мы можем построить ответную модель научного развития, приспособленную к экологическим технологиям. Жизненно важный (и сохраняющий окружающую среду), потенциал вмешательства генного драйва CRISPR, дает нам возможность определить, как их развивать, — и когда от этого отказаться — вместе.
