С развитием новых генетических диагностических и терапевтических возможностей возникли многие противоречивые мнения о том, как их следует использовать.
Возникли опасения, что сведения о генетической информации человека могут использоваться неправомерно. Например, человеку с генетической предрасположенностью к определенным заболеваниям может быть отказано в работе или медицинском страховании.
Пренатальный скрининг для обнаружения генетических патологий, которые вызывают серьезные заболевания, широко поддерживается. Тем не менее, существует опасение, что скрининг может использоваться для отбора по желаемыми признакам (например, внешний вид и умственные способности).
(см. также Гены и хромосомы.)
Клонирование
Клон — это группа генетически идентичных клеток или организмов, полученных из одной клетки или живого существа.
Уже много лет клонирование (производство клонов) является распространенным методом, применяемым в сельском хозяйстве. Растение может быть клонировано простым изъятием небольшого фрагмента исходного растения и выращиванием нового растения из этого фрагмента. У растений это называется размножением. Таким образом, новое растение является точной генетической копией исходного. Такое размножение также возможно и у простых животных, например, плоских червей: разрежьте плоского червя на две части, и у хвостовой части вырастет новая голова, а у головной — новый хвост. Тем не менее, такие простые методы не работают у высокоорганизованных животных, например, овец, или же у человека.
В широко известных экспериментах «Долли» клетки овцы (клетки донора) сливались с неоплодотворенными яйцеклетками другой овцы (клетки реципиента), из которых микрохирургически был удален естественный генетический материал. Затем в эти неоплодотворенные яйцеклетки переносился генетический материал клеток донора. В отличие от неоплодотворенных яйцеклеток, эти выращенные в лаборатории яйцеклетки имели полный набор хромосом и генов. В отличие от яйцеклеток, оплодотворенных естественным путем (спермой), выращенные в лаборатории яйцеклетки получили генетический материал только из одного источника. Затем яйцеклетки начинали развиваться в эмбрионы. Развивающиеся эмбрионы были трансплантированы овце (суррогатной матери), где они развивались естественным путем. Один из эмбрионов выжил, а родившегося ягненка назвали Долли. Как и ожидалось, Долли была точной генетической копией исходной овцы, у которой отбирались донорские клетки, а не овцы, яйцеклетки которой были использованы.
Результаты исследований позволяют предположить, что клонированные высокоорганизованные животные (и следовательно люди) с большей вероятностью могут иметь серьезные генетические дефекты в сравнении с потомством, зачатым естественным путем. Создание человека клонированием общепринято считается неэтичным, во многих странах является незаконным и технически сложным процессом. Тем не менее, клонирование необходимо не только для создания целого организма. Теоретически клонирование может также применяться для создания отдельных органов. Таким образом, когда-нибудь человек сможет получать «запасные части», выращенные в лаборатории с использованием его собственных генов.
Может ли из клетки, использованной для клонирования, получиться конкретный тип ткани, конкретный орган или целый организм, зависит от возможностей клетки, а именно от того, насколько высоко развитие данной клетки в конкретный тип ткани. Например, определенные клетки, называемые стволовыми, обладают потенциалом производить множество типов тканей или, возможно, даже целый организм. Стволовые клетки уникальны, поскольку, в отличие от других клеток, они еще не видоизменились в конкретные типы тканей. Другие же клетки видоизменились и стали специализированными. Они могут развиваться только в определенные типы тканей, например, ткань мозга или легких. Такой процесс специализации называется дифференцировкой. Стволовые клетки подогрели интерес к исследованиям в связи с их способностью вырабатывать ткань, которая может заменить больные или поврежденные ткани. Поскольку стволовые клетки, как правило, являются не столь дифференцированными, в потенциале они могут заменять множество или даже неограниченное количество типов тканей.
Редактирование гена
Ученые могут в ограниченном объеме изменять (редактировать) дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК) в живой клетке. То есть они могут удалять, добавлять или модифицировать определенный фрагмент ДНК. Новые достижения позволили лучше контролировать, какой конкретный сегмент ДНК удаляется и где размещается новый сегмент. Этот контроль важен, поскольку основная цель этого процесса заключается в том, чтобы иметь возможность заменить аномальный ген нормальным, и это требует точного контроля. Удаление неправильного участка ДНК может быть опасным или привести к летальному исходу.
Редактирование гена CRISPR–Cas9 (CRISPR-ассоциированный белок с короткими палиндромными повторами, регулярно расположенными группами, состоящие из прямых повторяющихся последовательностей [clustered regularly interspaced short palindromic repeats]) представляет собой более новую, более эффективную методику редактирования мутировавшей последовательности ДНК гена. Эта технология все еще находится на экспериментальных стадиях, но уже применялась на нескольких эмбрионах человека в качестве попытки устранения генетического дефекта.
Редактирование генов особенно должна помочь людям с такими заболеваниями, как кистозный фиброз, которые вызваны одним аномальным геном. Редактирование генов может оказаться менее полезным при заболеваниях, вызванных многими различными генами. В будущем, возможно, появится возможность вносить генетические изменения, которые будут совершенствовать здоровых людей, например, делая их умнее, сильнее или продлевая их жизнь.
Основные этические опасения в отношении редактирования генов заключаются в том, что могут быть допущены ошибки, которые могут быть опасны для человека и которые будет сложно исправить. Кроме того, любые отрицательные изменения, влияющие на сперматозоиды или яйцеклетки человека, потенциально могут передаваться будущим поколениям.
