Od drevnih govornika do biraca dionica na Wall Streetu, ljudi su uvijek čeznuli za moći budućnosti. Sposobnost, nepotrebno je reći, uglavnom je precijenjena.
Ali što ako postoji smisao u kojem biste zaista mogli reći budućnost? A što ako bismo također mogli učiniti određeni ishod vjerojatnijim, čak i izvjesnijim? Nova tehnologija poznata kao genska vožnja nudi upravo takvu perspektivu favoriziranja određenih osobina u budućim biljkama i životinjama - povećati poljoprivredni proizvod, smanjiti rizik od prenošenja zaraznih bolesti ili nešto što još nismo zamislili. Doista, neki su već predložili korištenje genskih pogona za uklanjanje određenih komaraca koji mogu širiti Zika, malariju i druge bolesti. Ali je li to dobra ideja? Kako bismo trebali razmišljati o korištenju takve tehnologije na način koji predvidi i odredi njene koristi i štete za sadašnje i buduće generacije?
Tijekom protekle godine, na zahtjev Nacionalnih zavoda za zdravstvo i Fondacije za NIH, odbor Nacionalnih akademija znanosti, inženjerstva i medicine razmotrio je ta pitanja. Prošlog mjeseca je odbor, kojim sam surađivao s Elizabeth Heitman iz Centra za biomedicinsku etiku i društvo pri Medicinskom centru na Sveučilištu Vanderbilt, objavio svoje izvješće: „Gene Drives on the Horizon: Napredak znanosti, navigacija u nesigurnosti i usklađivanje istraživanja s javnošću Vrijednosti. "Pa što smo zaključili? Doći ću do toga za minutu, ali prvo, lekcija o znanosti.
Tehnologija genskog pogona omogućava znanstvenicima da mijenjaju normalna pravila - ako ne, - genetsko nasljeđivanje u seksualnoj reprodukciji. Kroz genske nagone možemo značajno povećati šanse (od 50-50 izgledi za većinu seksualno reproduktivnih vrsta) određenog gena koji će se prenijeti na potomstvo. Tehnologija genskih pokreta kombinira izmijenjenu genetsku osobinu, poput stvaranja mužjaka, s povećanom vjerojatnošću da svojstvo prođe kroz čitavu populaciju.
Ovo je novo sredstvo u dobro utvrđenoj potrazi. Nasljeđivanje je područje u kojem ljudi ulažu mnogo napora kako bi upravljali budućim rezultatima. Uzgajivači mogu raditi godinama ili desetljećima kako bi osigurali da likovi poput veličine biljnog sjemena ili snage ili brzine konja predvidljivo prelaze iz generacije u generaciju. Kako predvidivo? Pa, tijekom povijesti, suština „dobrog uzgoja“ je što prijelaz poželjne osobine među generacijama što je moguće pouzdaniji.
Tek u kasnim 1800-im, međutim, pokusi s biljkama graška austrijskog redovnika Gregora Mendela podigli su izglede da upravljanje prolaznim osobinama između generacija može nadići najbolju praksu ili čak i najbolje pretpostavke. Mendel je pokazao da za barem neke roditeljske osobine može predvidjeti prosječnu učestalost s kojom će se one pojaviti u potomstvu. Na primjer, ako roditeljske biljke u spolno reproduktivnoj vrsti imaju crveno cvijeće ili žuto sjeme, predviđanje bi moglo biti da bi polovica svih potomaka imala crveno cvijeće ili žuto sjeme. Bio je to izvanredan napredak. Početkom 20. stoljeća Mendelovi rezultati bili su među temeljnim uvidima koji su vodili znanosti genetike.
Genetičari rade na otkrivanju pravila nasljeđivanja razumijevanjem procesa koji povezuju DNK ili genotip pojedinca s izrazom određene osobine, fenotipa organizma u razvoju ili odrasle osobe. Ovo zahtijeva razumijevanje molekularnih i okolišnih varijabli koje kontroliraju ishod, poput muškog ili ženskog potomstva. Znamo da u većini vrsta s dva spola možemo očekivati da će u prosjeku generacija potomstva imati oko pola mužjaka i pola ženki. Ovo je osnovno pravilo nasljeđivanja - odsutne sile kao što su mutacija gena ili prirodna selekcija, učestalost mnogih osobina u generaciji potomaka bit će jednaka onoj u roditeljskoj generaciji. Ali što ako imate tehnologiju da promijenite to osnovno pravilo i prouzrokujete da omjer u generaciji potomaka iznosi 60:40 mužjaka i žena, ili 70:30, ili čak 99: 1?
Tehnologija genskog pogona otvara takve mogućnosti. Pogon gena mogao bi biti dizajniran tako da poveća vjerojatnost da ženka proizvodi mužjake, a ne žene. Uz to, s prolaskom svake generacije, udio muškaraca u populaciji raste kako osobina "prodire" kroz populaciju - budućnost postaje izvjesnija. U ekstremnim okolnostima, većina ili čitava populacija mogla bi postati mužjaci, a naravno za vrste sa seksualnom reprodukcijom rezultat bi bio smanjenje ili eliminacija populacije ili čak izumiranje neke vrste.
No treba li se upotrijebiti genski pogon za promjenu veličine populacije, možda do točke izumiranja? Sa druge strane, modificirani organizmi koji upravljaju genima drže obećanje o poboljšanju zdravlja ljudi i poljoprivredne produktivnosti, očuvanju drugih vrsta i unapređivanju osnovnih istraživanja. Zamislite eliminiranje vrste komaraca koja nosi malariju.
Međutim, mogući su nedostaci oslobađanja modificiranih organizama gena u prirodnim ekosustavima. Kako bismo trebali razmotriti uporabu takvog pogona gena? Što bismo trebali uzeti u obzir prije nego što odlučimo hoćemo li ga koristiti?
Izvještaj odbora NIH-a objavljen u lipnju posvećuje puno pažnje odgovornoj znanosti i potrebi kontinuiranog ocjenjivanja i procjene društvenih, okolišnih, regulatornih i etičkih aspekata ispuštanja organizama modificiranih u genima u okoliš. Svaki korak u istraživanju i primjeni, naglasili smo, počiva na vrijednostima koje imaju pojedinci i zajednice. Javni angažman u potrazi za otkrivanjem i razumijevanjem tih vrijednosti ne može biti dubina. Upravljanje istraživanjem organizama modificiranih u genima treba započeti na osobnu odgovornost istražitelja i odatle se proširiti na istraživačke institucije i regulatore. Ali koji su regulatori: državni, federalni, globalni? Naposljetku, nakon puštanja, modificirani je genski modificirani organizam za širenje. Granice privatnog vlasništva, države ili države ne predstavljaju prepreke za širenje. Ključna poruka izvještaja je:
"Trenutno nema dovoljno dokaza koji bi podržali ispuštanje modificiranih organizama genetskih pokreta u okoliš. Međutim, potencijalne koristi genskog nagona za osnovna i primijenjena istraživanja su značajne i opravdavaju nastavak laboratorijskih istraživanja i terenskih ispitivanja pod visokim nadzorom. „.
Neke nedostatke u razumijevanju punih utjecaja tehnologije pokreta gena uključuju ekološke i evolucijske procese u prirodnim ekosustavima. Ako smanjimo ili čak eliminiramo vrstu poput komaraca koji prenosi patogen koji zaražava ljude, što će to značiti za stabilnost ekosustava? Na primjer, ova akcija može otvoriti priliku da se jedna ili više dodatnih vrsta insekata koje prenose još manje poželjne zarazne bolesti utvrde ili porastu.
Nacrt odbora za pomicanje prema naprijed uključuje postupni okvir za testiranje koji se proteže od razvoja laboratorija do oslobađanja na terenu i praćenja organizama modificiranih u genskom pogonu. Preporučili smo procjenu ekološkog rizika kao metodu za kvantificiranje kako će određena promjena ili promjena okoliša utjecati na nešto vrijedno za društvo - poput kakvoće vode ili šanse da se utvrdi neželjena vrsta štetočina koja prenosi infektivni patogen.
Kontroliranje budućnosti nasljeđivanja za čitave populacije i vrste snažan je znanstveni napredak, teško je pretjerivati. I, kao što se često događa, postoji rizik da znanstvena istraživanja nadmaše razvoj šireg etičkog okvira kako bi se utvrdilo da li i kako najbolje iskoristiti tu novo stečenu znanstvenu moć. Nadajmo se da će se znanstvenici i vlade svugdje poslušati poziva izvještaja da nastave oprezno. Obećanje o tehnologiji genskog pogona neizmjerno je velika, ali kad govorimo o moći izumiranja određenih vrsta, to je tehnologija koju ne možemo priuštiti da bismo je zloupotrijebili.
James P. Collins je profesor prirodne povijesti i okoliša Virginije M. Ullman u školi za životne znanosti na Državnom sveučilištu Arizona u Tempe.
Ovaj je članak napisan za Future Tense, partnera Zócala. Future Tense projekt je Državnog sveučilišta Arizona, Nove Amerike i Škriljevca. Na Slate.com se pojavila i verzija.
