4 Minuten
Dirbtinio žmogaus genomo projektas: reikšmingas žingsnis genetikos srityje
Mokslininkai pradėjo unikalų Dirbtinio žmogaus genomo projektą (SynHG), kuris žymi naują etapą genetikos tyrimuose. Šis sumanymas – pirmas tokio masto bandymas sukurti žmogaus DNR visiškai nuo nulio. Projektas peržengia įprasto genetinio kodo skaitymo ribas ir siekia konstruoti bei rašyti esminius žmogaus genomo segmentus, taip atverdami naujas galimybes biotechnologijose, medicinoje ir genomikoje.
Mokslinis pagrindas: nuo sekvenavimo iki sintezės
2003 m. sėkmingai atliktas viso žmogaus genomo sekvenavimas atskleidė mūsų genetinės informacijos prigimtį. Tačiau šios sudėtingos struktūros atkūrimas dirbtiniu būdu reikalauja daug daugiau pastangų. Nors anksčiau buvo sėkmingai sintetinti vienaląsčių organizmų, tokių kaip mielės, turinčios iki 16 chromosomų ir apie 12 milijonų DNR bazinių porų, genomai, šie procesai truko dešimtmečius. Žmogaus genomas yra gerokai sudėtingesnis: sudarytas iš apie 3 milijardų bazinių porų ir 46 chromosomų kiekvienoje iš daugiau nei 30 trilijonų žmogaus kūno ląstelių.
Pirmasis praktinis SynHG projekto žingsnis – vienos žmogaus chromosomos skaitmeninis modeliavimas ir sintezė laboratorijoje. Ši chromosoma sudarys apie 2 procentus viso žmogaus genomo ir taps įrodančiu pavyzdžiu, kad galima sukurti didesnius dirbtinius genominius segmentus ateityje.
Eksperimentas: skaitmeninis dizainas, laboratorinė sintezė ir komandinė partnerystė
Pagrindinė SynHG strategija – DNR skaitmeninis kūrimas: nuosekliai suplanuojama, kokia bus žmogaus chromosomos nukleotidų seka, ir tuomet ši seka sintezuojama laboratorijoje. Projektas išnaudoja pažangiausias genomo sintezės, dirbtinio intelekto bei robotizuoto surinkimo technologijas, kurios sparčiai vysto dirbtinės DNR kūrimą.
Projektui reikšmingą finansavimą suteikė Wellcome Trust – net 10 milijonų svarų (apie 13,7 mln. JAV dolerių). Tarptautinėje SynHG komandoje dirba tyrėjai iš Oksfordo, Kento, Mančesterio ir Kembridžo universitetų bei Londono Imperatoriškojo koledžo. Projekto vadovas, žymus molekulinės biologijos mokslininkas Jason Chin (Ellison technologijų institutas ir Oksfordas), pažymi: „Didelių genomų, įskaitant žmogaus ląstelių, sintezė gali iš esmės pakeisti mūsų supratimą apie genomo biologiją ir daryti revoliuciją biotechnologijų bei medicinos srityse.“
Genų inžinerijos ribų stūmimas
Sukonstruodamas visą žmogaus chromosomą, SynHG projektas galėtų iš esmės pakeisti ir fundamentalius biologijos tyrimus, ir taikomąją mediciną. Tarp pritaikymų išsiskiria pagal individualius poreikius pritaikytos ląstelių terapijos, organų ar audinių transplantacija, atspari virusams, bei naujų ląstelių linijų kūrimas farmacijos tyrimams.
Iššūkiai, skepticizmas ir etinės dilemos
Nors projektas kelia daug vilčių, dalis mokslininkų išlieka atsargūs. Francis Crick instituto genetikos ekspertas Robin Lovell-Badge išskiria, kad, nors projektas yra novatoriškas, jį įgyvendinant teks įveikti milžiniškus techninius iššūkius. „Suprasti galima tik tuomet, kai gali pats kažką sukurti nuo nulio“, – pabrėžia jis, tačiau priduria, kad žmogaus chromosomos sintezė – dar toli gražu nepasiekiama, nepaisant pažangių AI bei robotizacijos įrankių.
Kol kas dirbtinių genomų sintezė buvo įgyvendinta tik paprastesniems organizmams. Jei pavyktų sukurti dirbtines žmogaus chromosomas, tai būtų milžiniškas proveržis. Tačiau Lovell-Badge pabrėžia: „Niekas neplanuoja kurti dirbtinių žmonių. Tai ne tik nepasiekiama, bet ir iš esmės nesaugu.“
Teisiniai, etiniai ir socialiniai aspektai
Didėjant genetinės inžinerijos galiai, tampa būtina atvira diskusija ir priežiūra. SynHG konsorciumas glaudžiai bendradarbiauja su akademikais, pilietinės visuomenės, pramonės ir politikos ekspertais, siekdamas įvertinti visas galimas etines, teisines ir socialines pasekmes. Klausimai dėl galimų „pageidaujamų“ žmogaus bruožų, eugenikos ir reprodukcinės autonomijos jau žadina viešas diskusijas, todėl projekto skaidrumas ir visuomenės įtrauktis yra būtini.
„Tokie tyrimai visuomet kelia prieštaravimų. Svarbu, kad tyrėjai bendrautų su visuomene ir paaiškintų tyrimų esmę bei tikslus, o visuomenės lūkesčiai ir nuogąstavimai būtų gerbiami“, – pabrėžia Sarah Norcross, Progress Educational Trust direktorė.
Dirbtinės genomikos ateities perspektyvos
Nors visiškai dirbtinio žmogaus genomo sukūrimas dar tebėra tolima vizija, SynHG pasiekti rezultatai gali sparčiai priartinti naują etapą dirbtinės genomikos ir medicinos srityje. Tikimasi, kad per artimiausius 5–10 metų pavyks sukurti pilnai sintetintą žmogaus chromosomą, o tai atvers platesnes galimybes genomų tyrimams, genetinių ligų prevencijai ir inovatyvių biotechnologijų kūrimui.
Išvados
Dirbtinio žmogaus genomo projektas žymi esminį posūkį kelionėje nuo analizės iki sudėtingiausios biologinės informacijos perrašymo. Nepaisant techninių iššūkių ir visuomeninių klausimų, šis pavyzdinis projektas gali iš esmės pakeisti mūsų požiūrį į genetiką ir paskatinti naujų terapinių bei technologinių proveržių atsiradimą. Tolimesnė pažanga bus sėkminga tik nuolat atsižvelgiant į etines ribas ir siekiant plačios visuomenės įtraukties, kad dirbtinė genomika tarnautų teisingai ir atsakingai.
Quelle: sciencealert
Kommentare