Фолс Черчтегі (Вирджиния) әйелдер ауруханасында Калла Ванденберг есімді қыз дүниеге келді. Барлық сәбилер сияқты оның да дәрі метаболизміне байланысты гендері тексеруден өтеді. Оған генетикалық паспортына сәйкес дәрілер берілмек.
Калифорния университетіндегі Энтони Джеймс зертханасы. Микроскопта қауіпті безгек дертін таратушы Anopheles stephensi масасының дернәсілдері. Джеймс оң жақтағы дернәсілдің геніне CRISPR арқылы өзгертіп, оны паразиттерді тарата алмайтындай етті. Флуоресцентті протеин сигналы тәжірибенің сәтті өткенінен хабар береді. CRISPR мен гендік драйв енгізілген олар табиғатқа жіберілген соң ауру тарататын басқа масалардың орнын түгел алмастыруы мүмкін. Алайда мұны жүзеге асыруға әлі де толық сенімділік болмай тұр.
ДЭВИД ЛИТТЛШВАГЕР
Авторы: Майкл Спектер
Фото: Грэг Джирард
Үстелінің қасындағы баннерде Aedes aegypti масасының жұмыртқадан дернәсілге, одан ересек шіркейге айналғанға дейінгі өсу кезеңдері салынған. Суреттердің үлкендігі сондай, олардан тіпті «Юра кезеңі» сияқты фильмдерді қорықпай көретіндердің өзі шошиды. Оның көлік нөмірінде AEDES деген бір ғана сөз жазылған. «Мен масамен ауырғалы 30 жыл болды», – дейді Калифорния университетінің (Ирвин) молекулярлық генетигі Э.Джеймс.
Масаның шамамен 3500-дей түрі бар, ал Джеймс солардың ішінде жер бетіндегі ең улы жәндік саналатын бірнешеуін ғана зерттейді. Олардың арасында жыл сайын әлемде жүздеген мың адамның өліміне себепкер болатын безгек паразитін тарататын Anopheles gambiae масасы бар. Дегенмен, ол өмірінің көп кезеңін Aedes масасын зерттеуге арнаған. Тарихшылардың айтуынша, Америка құрлығына XVII ғасырда құлдар тиелген кемелермен жеткен масаның бұл түрі өздерімен бірге сары безгек ауруын ала келген, осы дерттен миллиондаған адам көз жұмған. Жылына 400 миллион адамға жұғатын денге безгегі, чикунгунья, Батыс Ніл вирусы, зика сияқты аса қатерлі патогендер масаның осы түрі арқылы таралады.
Қытайдың Куньмин қаласындағы Юннан Ки приматтардың биомедициналық зерттеу зертханасында Чжоу Инь CRISPR-мен өңделген эмбрионнан жақында туған ұзын құйрықты макаканы көрсетіп тұр. Бұл жерде тауық пен сиырдың, саңырауқұлақ пен бидайдың және т.б. ағзалардың гендері өңделген.
Былтыр Бразилияда кең таралған зика дерті түрлі неврологиялық ауытқуларға алып келеді. Бұл ауруды жұқтырған әйелдер басы тым кішкентай, миы жетілмеген бала тууы ықтимал, бұл ауру микроцефалия деп аталады.
Джеймстің өмірлік мақсаты да, зертханадағы атқаратын шаруасы да шіркейлердің гендеріне өзгеріс енгізіп, мұндай ауруды таратуына жол бермеу. Осыған дейін бұл бір ұзақ жол әрі тек теория болып көрінген. Дегенмен, CRISPR-Cas9 деп аталатын жаңа революциялық технологияны «гендік драйв» деп аталатын табиғи жүйемен біріктіргелі теория екпінді қарқынмен шынайы өмірге айналып келеді.
Этнони Джеймстің зертханасындағы сиырдың қанына тойған масаның ішекқарны көрсетілген бейнесі. CRISPRдің көмегімен зика және денге ауруларын тарататын түрлердің гендері өзгертілген соң олар дүниеге таза ұрпақ әкеле алады.
ДЭВИД ЛИТТЛШВАГЕР
CRISPR адамға мүлде жаңа мүмкіндік береді. Тарихта алғаш рет ғалымдар кез келген тірі жан иесінің, соның ішінде адамның ДНҚ-сын әп-сәтте әрі асқан дәлдікпен өзгертіп, жояды және қайта құрылымдай алады.Соңғы үш жыл ішінде бұл технология биология саласын өзгертті. Әлемнің түкпір-түкпіріндегі зертханаларда түрлі жануарларға зерттеу жүргізген ғалымдар генетикадағы олқылықтарды, мәселен бұлшықет дистрофиясы, фиброзды-кистозды дегенерация және гепатиттің бір түрін түзетуде CRISPR-ды қолданды. Жақында бірнеше топ адамның жасушаларындағы ДНҚ-дан ВИЧ-ті алып тастауға талпыныс жасады. Бұл тәжірибе тек жартылай сәтті болғанымен, ғалымдар аталған технология СПИД-ті емдеуге көмектеседі деп сеніп отыр.
Тәжірибе барысында ғалымдар шошқаның мүшелерін адамға трансплантация жасауға мүмкіндік бермейтін вирустарды CRISPR-дің көмегімен алып тастайды. Экологтар бұл технологияны жойылып бара жатқан жануарларды қорғауға пайдалануды қарастырып жатыр. Ал өсімдік биологтары дәнді дақылдардың зиянкестерді еліктіретін гендерін жою бағытында жұмыс істеп келеді. Осы арқылы CRISPR улы пестицидтерге тәуелділіктен құтылып, биологияға арқа сүйеуге мүмкіндік береді.
Өткен ғасырдағы ғылыми жаңалықтардың ішінде мұндай көп үміт күттіретін әрі этика мәселесін тудыратын жаңалық болмаған. Оның үстіне,CRISPR адам эмбрионының қалыптасу кезінде келесі ұрпақтарға берілетін генетикалық материалды өзгертсе, қалаған белгілерін дамытуға пайдаланылады. Бұл өзгеріс ол адамның келесі ұрпақтарына үздіксіз беріліп отырады. Бұл түзетулердің болашақтағы салдарын болжап білу тіпті мүмкін емес десе болады.
«Бұл – үлкен пайдасы бар ерекше технология. Бірақ ұрық жолын қайта жазу сияқты аса маңызды шаруамен айналысып жатқан болсаңыз, мұны жасауға қаншалық үлкен себеп бар екенін айтып беруге болар еді. Оның үстіне, мұны іске асыруға қоғамның келісім бергенін де түсіндіре алар едіңіз, себебі, жалпы халықтың келісімі болмаса, бұл жүзеге аспайды», – деді Гарвард университеті мен Массачусетс технология институтына қарасты Броуд институтының директоры Эрик Лэндер. Ол бұрын «Адам геномы» жобасын да басқарған.
Ғалымдар әдеттегі гендік инженерия әдісін қолданып, балықтың басқа екі түрінің генетикалық материалын қосу арқылы табиғаттағы қарсыласынан екі есе жылдам өсетін AquAdvantage Atlantic албырт балығын (жоғарыда) жасап шығарды. Бұл балықтар аз қоректенеді және қала маңындағы суларда оқшау өсіріледі, табиғатқа зияны аз әрі тасымалдауға көп шығын кетірмейді, оның үстіне олардың жабайы табиғатқа қашу мүмкіндігі жоқ. Азықтүлік пен дәрідәрмекті бақылау басқармасы еш зияны жоқ, жеуге болатын балық деген шешім шығарғанымен, трансгендік тағамдар қаупі өткір мәселе күйінде қалып отыр.
«Ғалымдардың бұл сұрақтарға берер толық жауабы жоқ. Мұны мен де айта алмаймын», – деді Лэндер.
CRISPRCAS9 екі бөліктен тұрады. Cas9 деп аталатын бірінші энзим ДНҚ-ны бөліп алатын жасуша скальпелі қызметін атқарады. (Табиғатта бактерия мұны шабуылдаушы вирусқа қарсы тұрып, оның генетикалық кодын өзгерту үшін пайдаланады). Екіншісі – қиылатын ДНҚ-ның химиялық символдары бар нуклеотидке скальпельді дәл бағыттайтын РНК-гид. (Ғалымдар әңгіме барысында “Cas9” терминін немесе CRISPR-дің толық атауы – «топталып орналасқан қысқа палиндромды қайталаулар» тіркесін жиі қолдана бермейді).
Гидтің дәлдігі таңғалдырады: ғалымдар алынған бөлшекті миллиардтаған нуклеотидтен құралған геномның кез келген жеріне ауыстыра алады. Діттеген жеріне жеткенде Cas9 энзимі ДНҚ-ның қажетсіз бөлігін қырқып тастайды. Үзікті жалғау үшін онда CRISPR құралдарымен жеткізілген нуклеотидтер тізбегі орналастырылады.
Пуэрто-Рикода зика ауруы эпидемиясы бәсеңсіген тұста АҚШ-тың Ауруларды бақылау және алдын алу орталығы масадан таралатын басқа дерттердің белгілері негізінде Пуэрто-Рикодағы 3,5 миллион тұрғынның кемінде, 25 пайызы зиканы жұқтырған болуы мүмкін деп мәлімдеді. Демек, мыңдаған екіқабат әйелдің бойында бұл инфекция бар болуы мүмкін деген сөз. Бұл күнде зикамен күрестің ең тиімді әдісі – аралға түгелімен инсектицид шашу болып тұр. Ал Джеймс пен оның серіктері масалардың генін CRISPR әдісімен түзетіп, ол өзгерістерді тұрақты ету үшін гендік драйвты қолданса, одан әлдеқайда нәтижелі болады дейді.
Гендік драйвтің кәдімгі ұрпақтан-ұрпаққа берілу ережесін жеңіп кететін қауқары бар. Әдетте жыныстық жолмен көбейетін тірі жан иесінің ұрпағы ата-анасының гендерінің бір-бір көшірмесін алады. Десе де, кейбір гендер тым «өзімшіл» келеді: эволюция заңы бойынша, олардың ұрпаққа берілу мүмкіндігі 50 пайыздан жоғары болуы мүмкін. Теорияға салсақ, ғалымдар CRISPR-ді гендік драйвпен қосып, қажетті ДНҚ кесіндісін әлгі негізгі генге жалғаған соң жануарларды табиғи жағдайда ұрықтандыруға жібере алады. Бұл екі әдісті біріктірсе, бүкіл аң түрінің кез келген генетикалық белгісін өзгертуге мүмкіндік бар.
Былтыр жарық көрген «Ұлттық ғылым академиясының материалдарында» Джеймс CRISPR-дің көмегімен Anopheles-тің безгек тарата алмайтын түрін жасап шыққанын жариялады. «Біз масаның бұрынғысынша әрекет етуіне мүмкіндік беретін гендерінің біраз бөлігін қалдырып, тек оған сәл-пәл өзгеріс енгіздік». Бұл өзгеріс шіркейдің қауіпті паразитті таратуына мүмкіндік бермейді.
«Ондаған жылдар бойы қараңғы түнекте жұмыс істеп келгенмін. Енді бәрі аяқталды, бірақ телефоным бірнеше аптадан бері үздіксіз шырылдап жатыр», – деген Джеймс үстелінде жатқан бір бума хатты нұсқап.
Әр түрлі патогендерді тасымалдайтын Ae.Aegypti масасы күрестің сәл басқаша әдісін қолдануды қажет етеді. «Біз қазір жәндікті толық стерильді ететін гендік драйв жасап шығаруымыз қажет. Зиканы қабылдамағанымен, денге сияқты басқа да ауруларды тарата беретін масаны жасау ақылға сыймайды», – деді ол.
Денгемен күресу үшін Джеймс пен оның әріптестері жәндіктің табиғи генін алып тастап, оның орнына ұрпақтарын стерильді ете алатын CRISPR топтамасын әзірледі. Егер ол жәндіктердің қажетті мөлшері табиғатқа көбеюге жіберілсе, бірнеше ұрпақ ауысқан соң (әр буынның өмір сүру ұзақтығы әдетте екі-үш апта айналасында) масаның бұл түрі түгелімен жаңарған генді иеленетін болады.
Мутацияланған жәндіктерді жабайы табиғатқа жылдам жіберген жағдайда оны қайтып қалпына келтірудің қиын болатынын Джеймс өте жақсы түсінеді. «Зертханада жасаған жәндіктерді ұшырудың тәуекелі көп болатыны анық. Дегенмен, мұны істемеген жағдайда қауіптің тіпті көп болатынына сенімдімін», – деді ол.
Ғалымдар қажетті ерекшеліктерін қалыптастыру үшін бір ағзаның геніндегі нуклеотидтерді қиып алып, оны екінші бір ағзаға орналастыруға болатынын анықтағалы 40 жылдан астам уақыт өтті. «Рекомбинанттық ДНҚ» деп аталатын бұл әдістің қандай үлкен зерттеулерге жол ашатынын түсінген молекулярлық биологтар қатты қобалжыған. Дегенмен әу бастан-ақ ғалымдар егер түрлер арасында ДНҚ-ны алмастыруға болатын болса, онда аңдаусызда вирустар мен патогендерді де көшіріп алу ықтималдығы бар екенін түсінген. Бұл ешкім күтпеген жаңа аурулар туғызуы мүмкін, ал олардан қорғанудың не емделудің ешқандай табиғи жолдары болмауы ықтимал. Бұл ең алдымен ғалымдардың өздерін қатты үрейлендірген. 1975 жылы бүкіл әлемнің молекулярлық биологтары Калифорнияның Орта жағалауындағы Эсиломар конференциясына жиналып, осы жаңа технологияның сын-қатерлерін талқыға салған. Олар сақтық шараларын қолға алып, сынақтардың кесірінен көп нысанға іліккен зертханаларда қауіпсіздікті күшейту керек деген ұйғарыммен тарқасқан.
Көп ұзамай қорғаныстың қалтқысыздығы, зерттеудің көп пайда әкелетіні анық бола бастады. Гендік инженерия миллиондаған адамның өмірін жақсарта бастады. Мәселен, қант диабетіне шалдыққандар адамның инсулинін бактерияға енгізіп, оны алып бөшкелерге сала бастағалы инсулин тапшылығынан қиналмайтын болды. Әлем ауылшаруашылық алқаптарының көбіне мол астық беретін, гербицидтер мен жәндіктерге қарсы тұра алатын генетикалық жолмен алынған дәнді дақылдар егіле бастады.
Бұл азық түрлерінің басқа тағамдар сияқты зиянсыздығын дәлелдейтін зерттеу нәтижелеріне қарамастан, халық гендік инженерия әдісімен алынған дәрілерді қабылдағанымен, дақылдарды жеуден бас тартты. «Гендік модификацияланған ағза» (ГМА) белгісіне қатысты үрейлі реакция көрсеткендей, халық пайдаланудан бас тартса, тағамның қауіпсіздігін дәлелдеудің еш қисыны жоқ. CRISPR ғылыми әрі мәдени тығырықтан шығар жолды ұсынады. Рекомбинант дәуірі басталғалы бері «трансгендік» және «ГМА» деген сөздер табиғи жолмен ұрықтанбайтын тірі жан түрлерін зертханада қиылыстыру деген мағынаны білдіреді. Ғалымдар CRISPR-ді ДНҚ-ны түзету үшін пайдалану халықтың қарсылығын азайтады деп үміттенеді. Бұл зерттеушілердің белгілі бір гендерді басқа түрдің ДНҚ-сын пайдаланбай-ақ өзгертуіне мүмкіндік береді.
Жұмысшы Шэньчжэнь қаласындағы Қытайдың халықаралық регенеративті медицина орталығының бөлмесіне кіргелі тұр. Онда адамға салу үшін шошқа көзінің мүйізгек қабығын өзгертіп жатыр. Елде өмірге қабілетсіз адам эмбриондарын өзгерту бойынша екі рет зерттеу жүргізілген.
Мәселен, алтын күріш дәніне А дәруменін көбейтуге жәрдемдесетін гендер енгізілді, ал бұл күріш алқаптарында табиғи жағдайда өздігінен қалыптаса алмайды. Жыл сайын дамушы елдердегі жарты миллионға жуық бала А витаминінің жетіспеуінен соқыр боп қалады, соған қарамастан, ГМА-ға қарсы белсенділер зерттеудің жүргізілуіне наразылық білдіріп, бұл күріштің коммерциялық өндіріске шығуына тосқауыл қойды. CRISPR-дің көмегімен зерттеушілер күріштің өзінде бар белсенді гендерді өзгерту арқылы-ақ сол нәтижеге жете алады. Жапониядағы ғалымдар қызанақ ұзағырақ сақталуы үшін оның шіруін реттейтін гендерді CRISPR-дің көмегімен алып тастаған. Пекиндегі Қытай Ғылым академиясының Сайздия Гоу бастаған ғалымдар тобы бидайдың бір геніндегі үш бөлікті алып тастап, оның ақұнтақ дертіне төзімділігін күшейткен. Фермерлер мыңдаған жылдар бойы жануарларды будандастыру арқылы олардың тұқымын жақсартып келген. CRISPR осынының жетілген әдісін ұсынады. Германия, Швеция, Аргентина сияқты елдерде құзырлы орындар ГМА мен CRISPR сияқты әдістермен генге түзету енгізудің ара-жігін ажыратқан. АҚШ-тың азық-түлік және дәрі әкімшілігі де осы елдердің ізімен жүреді деген әңгімелер болған. Бұл гендік жолмен өзгертілген азық-түлік және дәрі-дәрмекпен салыстырғанда CRISPR арқылы жасалған өнімдердің тез таралуына және оңай реттелуіне жол ашады деген үміт бар. Халық мұны қолдай ма, жоқ па, ол жағы белгісіз.
CRISPR зерттеулерінің адам медицинасын дамытуға үлесі орасан болатыны сөзсіз. Қазірдің өзінде бұл технология қатерлі ісікті зерттеуді қолға алып, зертханада ісік жасушаларын өсіріп, оның үлкеюін тоқтататын дәрілерді сынап көруге мүмкіндік берді. Жақын арада дәрігерлер кей ауру түрлерін емдеуде CRISPR-ді тікелей қолдана бастауы ықтимал.
Мәселен, гемофилия дертіне шалдыққан кісінің дің жасушалары алынып, ауруға себепкер болған генетикалық материал ағзадан тыс жағдайда түзетіліп, одан соң сау жасуша пайда болу үшін қалыпты жасушалар науқастың қан айналым жүйесіне қайта енгізіледі.
Қытайдағы Гуанчжоу Бас Фармацевтикалық зерттеу институтының ветеринары Лонг Хайбинь бұлшықет массасын екі есе көбейту мақсатында эмбрионы түзетілген екі бигль итінің бірі – Тайнгоуды ұстап отыр. Мұндай тәжірибелер адамға тән түрлі аурулардың сырын түсінуге жол ашпақ.
Алдағы екі жылда медицина саласында ерекше қарқынды дамуды бастан кешіруіміз мүмкін. 120 мың америкалық дене мүшесін алмастыру кезегінде тұр, олардың көбіне кезек мүлде жетпеуі де мүмкін. Жыл сайын мыңдаған адам тізімнің бас жағына жете алмастан көз жұмады. Жүздеген мың адам қажетті талаптарға сай келмегені үшін әлгі тізімге енбей қалып жатыр.
Жылдар бойы ғалымдар донор жетіспеушілігі мәселесін шешу үшін жануарлардың мүшелерін қолдануды зерттеп келеді. Дене мүшелерінің көлемі біздікімен шамалас болғандықтан, көбіне шошқалар нысанаға ілінеді. Алайда шошқаның геномы СПИД-ке ұқсас PERV (доңыз эндогенді ретровирусы) деп аталатын вируспен уланған, әрі ол адам жасушаларына да берілуі мүмкін. Бірде-бір құзыретті орган инфекциялы мүшені трансплантациялауға жол бермейді. Осы кезге дейін шошқа ағзасындағы осы вирусты жоюға ешкімнің шамасы жетпей келген.
Енді шошқаның мүшелерін өзгерте алатын CRISPR-ді қолданып бұл мәселені шешуге болады деген үміт бар. Гарвард Медицина мектебі мен Массачусетс технология институтының профессоры Джордж Черч бастаған ғалымдар тобы шошқаның бүйрек жасушаларындағы PERV жұқтырған 62 геннің бәрін алып тастаған. Геномға бір уақытта осынша көп өзгеріс енгізу жайты алғаш рет болып отыр.
Ғалымдар зертханада түзетілген жасушаларды адам жасушаларымен араластырғанда адам жасушаларының ешқайсысына инфекция жұқпаған. Мұнымен қоса, осы ғалымдар шошқаның басқа жасушалар тобынан адамның иммундық жүйесінде реакция туғызатын 20 генді өзгерткен. Бұл да мүше трансплантациясын жүзеге асырудағы аса маңызды шарт.
Американың шығыс бөлігін тегіс алып жатқан талшын ағаштары XX ғасырдың басында жылдам тарайтын саңырауқұлақтардың кесірінен қурап қалды. Мұны Вирджиния штатындағы орман көрінісінен байқауға болады. НьюЙорк университеті зерттеушісі Уильям Пауэлл мен оның әріптестері шабуылға төзімді талшын алу үшін бидай генін айдаланған. Бұл өсімдік бір күндері шығыс орманға қайта егілуі мүмкін.
Черч қазір сол жасушаларды клондап, оларды шошқа эмбриондарында өсіріп жатыр. Ол бір-екі жылдың ішінде приматтарға сынақ жасауды бастап көрмек. Егер органдар жақсы жұмыс істеп, оларды аңдардың иммундық жүйесі сыртқа теппейтін болса, онда келесі кезекте адамдарға да сынап көреді. Черчтің айтуынша, бұл – 18 айдың ішінде іске асатын шаруа. Бұл жаңалықты сынап көру тәуекеліне бара алмағандарды өлім ғана күтіп тұр дейді зерттеуші.
Черч бөтен ағзаны қабылдауға денсаулығы жарамайтындарға мүше трансплантациялаудың жайын үнемі ойлаумен келеді. «Біздің елде кімге орган трансплантациялауға болады деген мәселедегі шешім өлім жазасы үкімімен пара-пар.
Көбіне науқас бойындағы басқа проблемаларға қарап, осындай шешім қабылданады. Көп кісі инфекциялық ауруы, әлденеге тәуелділігі, не сол сияқты себептерге бола органын алмастыра алмайды. Оларға бұл трансплантант көмектеспейді деген де күмән бар. Әрине, ол көмектеседі. Егер ондай органдар жеткілікті болса, мұны барлығына жасауға болады», – дейді Черч.
Солтүстік Америкадағы жойылудың алдында тұрған сүтқоректілердің бірі – қара сирақты күзен. Жабайы табиғат экологтары бір кездері Ұлы жазықта топ-тобымен жортқан бұл аңдар түбірімен жойылды деп елу жылда екі рет хабарлаған. Олар расымен бітуге шақ қалған. Қазір тірі жүрген қара сирақты күзеннің барлығы – 1981 жылы Вайоминг штатындағы Мититс маңындағы
сиыр фермасында табылған жеті күзеннің ұрпақтары. Алайда генетикалық әралуандығы жойылып, біртекті болып кеткен күзеннің бұл түрінің көбейе қоюы неғайбыл.
«Бұл күзендер – аңның түрін геномдық технологияның көмегімен сақтап қалудың классикалық мысалы», – дейді геномдық әдісті табиғатты қорғау мақсатына пайдалануды көздейтін Revive & Restore тобының өкілі Райан Фелан. Сан-Диегоның мұздатылған зообағымен бірлескен Фелан мен оның әріптестері 30 жыл бұрын сақталған геномдардың көмегімен күзендерге ДНҚ-ның түрлі нұсқаларын енгізіп, оларды сақтап қалуға әрекет жасап жатыр.
Феланның бұл жобасы өзара байланысты әрі өзекті екі мәселені шешпек. Біріншісі – қорек тапшылығы. Күзендердің негізгі азығы – шалғын иті, олар адамдарда болатын без обасын тудыратын бактериядан тарайтын қоян безгегінің кесірінен қырылып қалған. Осы аурудан өлген шалғын итінің өлексесін жеген күзендердің өздері де қырылады. Адамдардағы без обасын емдейтін, 1990 жылдары шыққан вакцина күзендердің бойында өмір бойына иммунитет қалдырады екен. Балық және жабайы табиғат қызметінің өкілдері қолға түскен күзендердің барлығын ұстап (жабайы табиғатта тек бірнеше жүз күзен қалған), вакцина салып жібереді. Бірақ әр аңға екпе салу әдісі күзендерге көп қорған бола қоймайды.
Массачусетс технология институтының ассистент-профессоры, Черчпен бірге CRISPR және гендік драйв технологияларының кейбірін дамытуға қатысқан Кэвин Эсвельт бұл мәселені шешудің біршама күрделі жолын ұсынды. Өз жұмысын ол «мүсіндік революция» деп атайды. «Бар болғаны – қарсылық тудыру», – деп түсіндірді ол. Яғни, вакцинациядан пайда болған антиденені кодтап, оларды күзеннің ДНҚ-сын өзгертуге пайдаланады. Эсвельттің айтуынша, осындай әдіс күзендердің қоян безгегінен ғана емес, ақ табанды тышқанның денесінде өмір сүретін кенелердегі бактериялардан келетін Лайм ауруынан да қорғайды.
Лайм ауруын жеңу қасиеті CRISPR-дың көмегімен тышқанның ДНҚ-сына енгізіліп, жалпы жәндіктерге таратылса, онда аурудың таралу ауқымын экологияға зиян тигізбестен азайтуға мүмкіндік туады. Дегенмен, Эсвельт пен Черч бұл іске қоғам белсене қатыспайынша және бәрін бастапқы қалпына келтіре алатындай антидот жүйесі болмайынша, бұл экспериментті жүргізуге болмайды деп кесіп айтты. Алғашқы өзгерістердің әдеттен тыс экологиялық зардаптары көбейген жағдайда олар антидотты жәндіктер арасына таратып, бәрін бұрынғы қалпына келтіруі тиіс.
Мэриленд университеті Медицина факультетінің зерттеушісі Ларс Бурдорфтың зертханасында адам қаны шошқаның өкпесінде сүзілуден өткізіліп жатыр. Жыл сайын мыңдаған адам орган жетіспеушілігінен қайтыс болады. Ғалымдар CRISPRдың көмегімен шошқаның органдарын приматтарға сәтті орналастыра алды.
Қара сирақты күзен – CRISPR-дің гендік драйв әдісімен құтқарылатын жалғыз аң емес. Гавайдың құстары тек қанаттылар арасында таралатын безгек түрінен қырылып, күрт азайып жатыр. Бұл ауруды XIX ғасырдың басында Гавай аралдарына кит аулаушы кемелер алып келген. Бұған дейін бұл дертті білмегендіктен, құстардың ағзаларында ол ауруға қарсы иммунитет болмаған. Қазір Гавайдағы жүзден астам құс түрінің тек 42-сі қалған, олардың 25 пайызы жойылудың алдында тұр. Американың құстарды қорғау ұйымы Гавайды «құс жоюшылардың әлемдік астанасы» деп атады. Құс безгегі – Гавайдағы қанаттыларға төніп тұрған жалғыз қауіп емес, десе де, оны генді түзету жолымен жойып жібермейінше, мұндағы құс атаулының қырылып қалар түрі бар.
Джек Ньюман – адамдардағы безгекті емдеудің ең тиімді әдісі – артемизининнің синтетикалық формасын жасап шығарған Amyris фирмасының ғылым жөніндегі бұрынғы бас қызметкері. Бүгінде ол құстардағы масадан жұққан дертті жоюға көп көңіл бөліп жүр. Құстарды безгектен қорғаудың бүгінде бар жалғыз тәсілі – кең алқапқа күшті химикаттарды шашу арқылы шіркейлердің көзін жою. Тіпті мұның өзі де жартылай нәтиже береді.
Джек атаанасында муковизциздоз ауруының гендері бар. Демек, олардың ұрпақтарының бұл дертке шалдығу ықтималдығы – 25 пайыз. 16 айлық Джекте де ол дерттің гені бар, бірақ ол онымен ешқашан ауырмайды. Жоғарыдағы бес күндік бластоцистаға ұқсас эмбриондар алдымен тексеруден өткізіліп, ішіндегі сауы таңдалып алынды да, содан соң ананың жатырына салынды. Бұл процедура генетикалық диагностика деп аталады. Чикагодағы Адам репродукциясы және репродуктивтік генетика институтында осы емді қолданған Илан Туркаспаның айтуынша, бұл диагностика муковисцидозбен ауыратындарды емдеуге жыл сайын жұмсалатын 2,2 миллиард долларды үнемдеуге көмектеседі.
ДЭВИД ЛИТТЛШВАГЕР
«Масаны өлтіру үшін инсектицид олардың денесіне тиюі керек». Бұл жәндіктердің көбі ағаштардың діңдеріне дендей еніп, немесе жартастардың терең шұңқырларына кіріп өмір сүреді. Оларға инсектицид жетуі үшін Гавайдың ну орманындағы табиғатты тегіс улауға тура келеді. Ал масалардың гендерін өзгертіп, оларды вирустан тазартса, бұл айналаны бүлдірмей-ақ, масаны сақтап қалуға мүмкіндік береді. «Түрді сақтап қалу үшін генетиканы пайдалану – табиғаттағы түрлі дерттерді нысанды жолмен таңдап емдеуге жол беретін өте керемет әдіс. Құс безгегі Гавайдың тұмса табиғатын талқандап жатыр. Біз шынымен құр қарап отыра бермекпіз бе?» – дейді Ньюман.
Биыл ақпанда АҚШ-тың Ұлттық барлау жөніндегі директоры Джеймс Клэппер Сенатқа жолдаған жыл сайынғы есебінде CRISPR сияқты технологиялар жаппай қырып-жою қаруы ретінде қарастырылуы керек деп мәлімдеген. Ғалымдардың көбі мұны негізсіз, тым қатқыл пікір деп атады. Лаңкестердің бидайдың жаңа обасы мен қатерлі вирустарды жасап шығарудан басқа адамдарға шабуыл жасайтын оңай әдістері жеткілікті.
Дегенмен жаңа молекулярлық әдіс көмегімен табиғатқа (бәлкім, көбіне байқамастан) зиян тигізу ықтималдығы бар екенін жоққа шығаруға болмайды.CRISPR сияқты әдістерді дамытуға ең жауапты деген ғалымдар өзіміздікін былай қойғанда, басқа түрлердің генетикалық мұрасына қол салардың алдында оны бұрынғы қалпына қайтарудың қиын, тіпті мүмкін емес болатынын жақсы түсінеді. Бізбен сұхбат кезінде Берклидегі Калифорния университетінің химия және молекулярлық биология профессоры Дженифер Доудна: «Геномды түзетудің күтпеген жағымсыз салдары деген не?» деп сұрақ қойды. 2012 жылы Доудна мен оның француз әріптесі Эммануэль Карпентьер CRISPR-ді қолданып, зертхана құтыларымен ДНҚ-ны тазалауға болатынын алғаш дәлелдеген. Ғылым адамзатты қаншалық жылдам алға сүйреген сайын ол соншалық қорқынышты көрінеді. Үнемі солай болған. Әркім өз бетімен жасайтын биологиялық зерттеу біздің өмірдің шындығына айналған, алдыңғы буын өкілдері гараждарда алғашқы радио мен компьютерлерді жасап шығарғаны секілді CRISPR технологиясы да эксперименттердің құралына айналуы мүмкін. Өсімдіктер мен жануарлардың негізгі гендерін өзгерту құралдары әуесқойлардың ермегіне айналып кетпеуі керек деп қорқу орынды.
Дегенмен бұл құралдың пайдасы да көрер көзге айқын. Масалар жыл сайын бүкіл әлемді үлкен әбігерге түсіріп отырады, олар тарататын безгек және басқа да індеттерді жоя алсақ, бұл медицинаның ұлы жетістіктерінің бірі болар еді. Алайда адам эмбрионына CRISPR әдісін қолдану туралы әңгіме қозғау әлі ертерек, адамның генетикалық тізбегін өзгертпестен, оның ұрық жолына түзету енгізу арқылы да түрлі ауруларды жеңуге болады.
Тірі жан иелерінің гендерінің ұрпағына берілу ықтималдығы 50 пайыз болып келеді. Бірақ CRISPR мен көп дау тудырған гендік драйв техникасының арқасында ғалымдар зертханаларда бұл ережелерді жоққа шығарып жатыр. Мәселен, масалардың безгекке төзімділік қасиетін оның кейінгі ұрпақтарына берілетіндей етуге болады.
Мәселен, Тей-Сакс дертімен туған балада ағзаның мидан табылған майлы сұйықты қорытуға қажетті энзимдер аз болады. Бұл – өте сирек кездесетін ауру және ол тек ата-ананың екеуі де балаға бүлінген гендерін бергенде ғана болады.CRISPR-дың көмегімен олардың біреуіндегі, айталық, еркек шауқатындағы ауру генді өзертіп жіберсе, балаға қажетсіз геннің екі бірдей көшірмесі берілмейді. Бұл тәсіл баланың генетикалық мұрасына ешқандай қол сұқпастан, оның ауру генді қабылдап алмағанына көз жеткізіп, адам өмірін сақтауға мүмкіндік береді. Қазірдің өзінде экстракорпоралды ұрықтандыру кезінде Тей-Сакс дертінен ада эмбрионды ананың жатырына енгізу әдісі қолданылып жүр.
Салдарын болжап білу мүмкін емес сынақ кезіккенде біз үнемі әрекетсіз қалуды жөн көреміз. Бірақ миллиондардың өмірі қыл үстінде тұрғанда әрекетсіздіктің өзі қауіпті болары анық. Өткен желтоқсанда әлем ғалымдары Вашингтонда кездесіп, таңдайтын жолдың этикалық жақтарын талқылады. Алда тағы да басқосулар жоспарланған. Көкейдегі сұраққа қарапайым жауап болмасы анық, дегенмен реттейтін нақты ережелер болмаған жерде (адам ДНҚ-сын өзгертуге қатысты ешқандай ереже жоқ) бұл революцияның үлкен әлеуеті жаппай үрейленудің тасасында қалып қояды. «Гендік драйв пен CRISPR-дың арқасында қазір біздің қолымызда түр атаулыға қатысты бұрын-соңды болмаған билік бар. Біз талай игі істер атқара аламыз. Бірақ біз биліктің жаңа түрі қолымызға тигенін және оны ақылмен пайдалана білу керектігін түйсінуге тиіспіз», – деді Стэнфорд Заң және биологиялық ғылым орталығының директоры Хэнк Грили.
Тірі ағзалардың ДНҚларын түзетуге қатысты пікіріңіз қандай? Ғалымдардың қолында құрал бар, бірақ оны қалай қолдану керек? Барлық пікірлерді ngm.com сайтынан оқы аласыздар.
