Home > Športno svetovanje > Posamezniki > Prehrana > Siddhartha Mukherjee: Gen, Intimna zgodovina

Siddhartha Mukherjee: Gen, Intimna zgodovina

Atom, bajt in gen so kot osnovni elementi, tako pomembni področij kot so snov, informacija in biologija koncepti, katerih razumevanje je osnovno za možnost hierarhične ureditve teh področij. Kot je pesnik Wallace Stevens zapisal: “V vsoti vseh delov so samo deli.” Ti destabilizacijski znanstveni pojmi so prišli na dan v dvajsetem stoletju. Vsak se je nakazoval že prej in vsak se je razvil najprej kot abstrakten znanstven koncept in se šele nato razvil v realno tvorbo.

Z idejo dednosti sta se v stari Grčiji veliko ukvarjala Pitagora in Aristotel. Pitagora je svojo teorijo dednosti gradil na očetu kot prenašalcu dedne informacije, le ta naj bi potovala skozi moško telo in se prenesla preko semenske tekočine v matero, ki je bila le hranitelj in prostor razvoja dednih informacij v zarodek in kasneje v otroka. Ta teorija je bila poimenovana spermizem. Aristotel pa je zavračal idejo, da se dednost prenaša le preko moškega in je zagovarjal idejo, da oba prispevata informacije v skupni prispevek. Moški prispevek naj bi bil temelj gibanja – neke vrste kod, sporočilo, načrt za izgradnjo zarodka, medtem ko naj bi bil ženski prispevek, surov material za izgradnjo zarodka. Aristotel je dojel proces prenosa med formo in informacijo. Forma je ustvarila informacijo in informacija je potem ustvarila formo.

Vse do odkritij Darwina in Mendla so znanstveniki sicer gradili bolj ali manj bizarne teorije o nastanku človeka in elementih dednosti, toda kakšnega velikega napredka ni bilo.  Darwin in Mendel pa sta s svojo teorijo o evoluciji in s svojim odkritjem genetskih zakonitosti dedovanja fenotipskih lastnosti postavila temelje za moderno odkrivanje in novo vedo imenovano genetika.

Darwin je idejo o evoluciji, kot razlagai razvoja živih bitij dobil od Thomasa Malthusa, ki je v svojih Esejih o načelih prebivalstva, pisal o boju za vire in o preživetju tistih, ki so v tem boju najuspešnejši. Darwin je tako dobil osnovo za opis razvoja različnih vrst na podlagi prilagoditev na spremenjene razmere in prenašanje teh prilagoditev skozi mutacije in dedovanje teh mutacij preko več generacij. Svojo teorijo o evoluciji je objavil leta 1859. Darwin je sicer ponudil ključno razlago evolucije in prilagajanja na okolje, vendar je vedel, da mora za stabilnost svoje teorije odkleniti še proces dednosti, ki bo skladen z njegovo teorijo o evoluciji. Darwin je na koncu ponudil idejo o “pangenezi”, procesu kjer se dedne informacije iz vsega telesa zberejo v drobnih delcih imenovanih gemule in se na koncu moške in ženske zmešajo skupaj ob spočetju.

V nasprotju s pompom, ki ga je požel Darwin, je Mendel svoja odkritja pri raziskavi prenosa dednih lastnosti pri grahu, objavil veliko bolj v tišini leta 1866, in vse do začetka dvajsetega stoletja, ko so ga začeli uporabljati drugi znanstveniki, ki so želeli razložiti proces dedovanja, o njem ni bilo veliko slišati. Ti znanstveniki so bili Hugo de Vries, Carl Correns in Erich von Tschermak.

Z odkrivanjem Mendla in prevladovanjem ideje, da se dedne lastnosti prenašajo preko izoliranih informacij, je vedno več razmišljanja pri raziskovanju procesa dedovanja šlo v smer uporabe tega znanja v postokih selekcije primernih lastnosti in prenosa le-teh skozi generacije. Načrti o izboljšanju človeške rase so svoj zalet dobivali konec devetnajstega stoletja in Darwinov bratranec Francis Galton je dodelil ime svoj strategiji izboljšanja človeške rase – evgenika. Njegove ideje so imele veliko poslušalcev v Angliji konca devetnajstega in začetku dvajsetega stoletja, kajti v času srečanj s tujimi rasami v angleških kolonijah in razvojem lastnega proletariata so bile razprave o degradaciji plemenite bele rase v Angliji še kako popularne. In ideja o izbiri lastnosti je imela svojo moč predvsem v potencialu ne le izbire, temveč manipulacije dednih informacij.

Kljub vsem tem odkritjem in razpravam, pa je element gen-a vse do začetka dvajsetega stoletja obstajal nek abstrakten koncept. Niso ga niti identificirali, niti niso znali natančno pokazati, kje naj bi se nahajal. Wilhelm Johannsen je gen poimenoval leta 1909. Theodor Boveri je pri preučevanju morskih ježkov prvi razkril, da bi se gen lahko nahajal znotraj nitkastih struktur, ki jih je njegov kolega poimenoval kronosom. Ko so enkrat odkrili prostor nahajanja genov, so se lotili njihovega še natančnejšega raziskovanja in Thomas Morgan je odkril pri raziskovanju vinskih mušic, da so geni za različne lastnosti med seboj fizično povezani in da potujejo skupaj. Na ta način je dal realno snovno obliko do tedaj abstraktnemu pojmu gen-a. Njegov student Alfred Sturtevat je začel povezovati genske lastnosti in jih vmeščati fizično na kromosome in tako grobo zarisal prvo gensko karto in postavil temelje za raziskovanje človeškega genoma.

Ko so raziskovanja genskih vplivov na lastnosti ljudi  napredovala so se znanstveniki lotili neposrednih povezav kako gen vpliva na fizične lastnosti. Ronald Fisher je odkril, da so človeške fizične lastnosti posledica različnih kombinacij genov. Theodosius Dobzinsky pa je v tridesetih letih dvajsetega stoletja v svojih raziskovanjih  odkril da je fenotip odvisen od genotip + okolje + sprožilci + naključnost.

Kljub temu, da so znanstveniki gen lahko sedaj umestili in ga identificirali, pa niso tega delca dednosti mogli še snovno opredeliti. Niso ga še videli v njegovi kemični obliki in ga zato niso mogli kemično umestiti. Do tedaj so verjeli, da se gen prenaša le z razmnoževanjem, toda šele Frederick Griffith je ob preučevanju bakterije pnevmokok, ki je povzročala Špansko gripo, bolezen, ki je zdesetkala Evropo bolj kot prva svetovna vojna, je uspel odkriti transformacijo, prehod gena iz enega organizma na drugega. S tem ko je dokazal prehod je dokazal tudi, da so geni avtonomne snovne enote, ki prenašajo informacije. V tem času pa je eden od nekdanjih študentov Thomasa Morgana Hermann Muller, delal na tem, da bi pospešil hitrost prenosa redkih mutacij, ki se pojavljajo v naravi in jih tako lažje preiskoval. To mu je uspelo s sevanjem. Z uporabo energije je uspel spremeniti gene. Prispevek obeh znanstvenikov je bil ta, da je bilo sedaj jasno, da so geni snovne enote, sposobne gibanja, prenosa in energijsko povzročene spremembe. Vse to pa je dalo zagona vsem tistim, ki so v uporabi genetike videli način za dosego političnih ciljev. NIkjer ni uporaba znanosti za doseganje političnih ciljev na področju genetike prišla tako do izraza kot v nacistični Nemčiji in socialistični Rusiji. Čeprav so prvi prisegali na genetsko determiniranost, drugi pa pod vplivom Trofima Lysenka dokazovali, da se vsak lahko prilagodi in preoblikuje in so tako poudarjali vpliv okolja, pa so oboji v imenu znanosti izvajali politično usmerjene aktivnosti, ki so stale življenja, tistih, ki so bili na nepravi strani.

V času pred izbruhom druge svetovne vojne je Nemčija imela močno znanstveno srenjo, ki je v veliki večini zbežala pred nacisti v tujino. Ob begu velikokrat niso bežali le v tujo državo, temveč so se podajali tudi v druge vede. Fiziki so radi skočili v biologijo, da bi tudi tam našli osnovne elemente življenja. Eden takih je bil kvantni teoretik Erwin Schrodinger, ki je leta 1943 poskusil popolnoma abstraktno opisati koncept gena. V svojem opisu se je zelo približal ideji DNK, čeprav tega sam ni vedel.

Odkrivanje skritega elementa, ki nosi dedna sporočila se je nadaljevalo v smeri odkritja tistega, kar je Schrodinger tako abstraktno opisal. Vedelo se je, da je kromatin, biološka struktura v kateri bivajo geni sestavljen iz dve spojin. Beljakovin in nukleinskih kislin. Vendar je večina verjela, da so beljakovine tisti aktivni del, ki nosi v sebi sporočila, vse dokler ni Oswald Avery leta 1944 objavil rezultate svojih testov in definiral DNK kot tisti element, ki je bil nosilec dednih sporočil.

Naslednji korak v razkrivanju skrivnost prenosa dednih informacij je bil narejen v Londonu, kjer sta James Watson in Francis Crick leta 1953 na podlagi raziskovanj na temo oblike DNK, ki sta jih prej opravila Maurice Wilkins in Rosalind Franklin, sestavil model DNK. Model, ki je danes ena najbolj znanih struktura na svetu, tako imenovana dvojna vijačnica, ki je imela ogrodje iz sladkorjev in fosfatov in vmesni del zadrge sestavljen s pari baz adenin, gvanin, citozin in tiamin. Ti pari so bili vedno enaki A-T in C-G to je odkril že ameriški kemik Erwin Chargaff.

Ko je bila struktura DNK enkrat definirana in je bilo jasno da gen ni le nek skrivnostni prenašalec dednih sporočil, temveč je to spojina ali molekula, sposobna kodiranja, shranjevanja in prenosa informacij med organizmi. S tem smo se premaknili iz dobe “sporočila” v dobo “koda”.

Še pred odkritjem oblike DNK-ja pa je znanstveniki zanimalo tudi kako gen lahko dedno informacijo spremeni v fizično lastnost. Leta 1958 sta George Beadle in Edward Tatum odkrila process delovanja gena tako, da le ta kodira informacijo za izgradnjo beljakovine, beljakovina pa nato aktualizira obliko ali funkcijo organizma.

Pri prehodu DNK v beljakovino so začeli opažati, da ta prehod morda ni direkten in da je potrebna še kakšna vmesna molekula ali spojina. Leta 1960 sta Francois Jacob in Sydney Brenner poskušala najti to vmesno spojino s tem, da sta v ribosomih, elementih v katerih je potekala sinteza beljakovin znotraj celice, poskusila zaustaviti proces predelave. To jima je na koncu uspelo, tako da sta stabilizirala ribosome tudi zunaj celice z dodajanjem magenzija. Ta spojina je bila RNK, ki je bil dobesedni prepis DNK. Ko je bilo jasno, da je RNK tista, ki prenese sporočilo v calico za kreiranje beljakovin, pa je bilo potrebno najti proces, ki je razložil, kako so lahko le štiri baze omogočile izdelavo dvajsetih različnih aminokislin. Nedvomno je šlo za kombinacijo. In ta kombinacija je bila sestavljena kot trojček baz.

Jacques Monod, Francois Jacob in Arthur Pardee so leta 1959 objavili svojo študijo imenovano Pa-Ja-Mo v kateri so definirali genom kot aktiven načrt, ki lahko aktivira dele svojega koda ob določenem času in ob različnih okoliščinah. Element v katerem se odvijajo te funkcionalne aktivacije in deaktivacije se imenuje operon. Iz tega bi lahko zapisali proces delovanja na način, da gen kodira sporočilo, ki poskrbi za izgradnji beljakovine, ki potem omogoča funkcijo ali obliko, ki nazaj uravnava delovanje genov.

Geni torej ustvarjajo gene, ki regulirajo gene, toda kako geni nastanejo? Leta 1957 je Arhtur Kornberg dokazal, da DNK reproducira sama sebe, če ima na voljo elemente za izgradnjo. Torej geni tudi reproducirajo sami sebe. Še ena lastnost genov je pomembna za razlago našega razvoja in pokriva področje evolucije in razlage mutacij. To je sposobnost rekombinacija, sposobnost ustvarjanja novih genov. Ta lastnost je pomembna za popravljanje genskega materiala, včasih pa je kriva tudi za pretirano ustvarjanje popravkov, ki je znano kot ena najhujših bolezni našega časa – rak.

Ko je postala jasna struktura in procesi delovanja genov se spet postavi centralno vprašanje, kako iz ene celice, v katerih so zapisi nastane organizem. Geni vsi delujejo enako, posamezni geni specificirajo invdividualne funkcije, toda povezava med njimi je tista, ki omogoča fiziologijo.

S širitvijo znanja na področju genetike je bilo jasno, da se bo kmalu začelo pojavljati vprašanje o potencialnem vplivanju na gene in manipulacijo z njimi. Znanstveniki na Stanfordu Paul Berg, Pete Lobban, David Jackson so bili konec šestdesetih let v dvajsetem stoletju tisti, ki so iskali mehanizme (temelječe na kemijskih reakcijah), ki bi lahko razdirali in potem sestavljali nazaj DNK. Encimi so bila tista orodja, ki so jih iskali. Bergu se je pridružila še Janet Mertz. Ko so predstavljali svoje rezultate pri rezanju in sestavljanju DNK pri virusih so sprožili veliko vprašanj o etičnosti svojega početja in morebitnih vplivih, ki jih manipuliranje z DNK-a lahko prinese. Obenem sta Herb Boyer in Stanley Cohen našla način, da sta rekombinacijo DNK izvajal še hitreje in bolj učinkovito. Berg, Cohen in Boyer so začeli ustvarjati nove genske materiale s kloniranjem genov. Medtem pa je Frederick Sanger, ki je dobil Nobelovo nagrado za svoje sekvenciranje inzulina, poskusil tudi s sekvencioniranjem DNK-ja. Vendar je moral najti nov mehanizem, našel ga je v procesu podvajanja DNK in uporabe encima polimeraza, ki deluje v procesu kopiranja DNK-a. Svoje uspehe pri sekvencioniranju virusa je objavil leta 1977.

Vsi uspehi pri odkrivanju delovanja genov in njihovih lastnosti so spremenili biologijo iz opisne vede v eksprimentalno znanost. David Baltimore in Howard Temin sta odkrila encim, ki sta ga imenovala obratna transkriptaza, ki je omogočal, da se je DNK lahko izgradil iz RNK. S tem sta omogočila, da se je lahko iz vsake RNK izgradil nazaj pripadajoči gen. Proces bi tako omogočil, da bi biolog lahko sestavil za vsako celico katalog njenih elementov in bi za vsako celico lahko primerjali njihove posebnosti in jih če bi bilo potrebno reproducirali.

V sedemdesetih letih so vsi ti uspehi pri delu z geni vplivali na organizacijo srečanj (eno od teh je bilo srečanje leta 1973 v Asolimarju v Kaliforniji) na temo kontrole nad gensko kombinatoriko in potencialnim vplivanje na gensko manipulacijo. Znanstveniki so nihali med etiko v delu z gensko kombinatoriko in potencialnim zavornim momentom, ki bi ga ta etika vnesla v raziskovalno dejavnost. Toda ta srečanja so še vedno bila bolj skoncentrirana na biološko tveganje pri genskem kloniranju in kombinatoriki in ne toliko na moralno, etično tveganje.

V osemdesetih letih dvajsetega stoletja se je začela komercialna dirka za uporabo genske rekombinatorike. Robert Swanson – financer je kontaktiral Herba Boyerja in skupaj sta ustanovila podjetje Genentech, ki je leta 1978 uspelo sintentizirati molekule inzulina s tehnologijo genskega rekombiniranja. Svoj patent so klasicirali kot metodo in ne kot materijo in s tem so v bistvu posegali v prostor vseh gensko spremenjenih organizmov. Naslednji velik korak v sintezi molekul s kloniranjem genov je bila sinteza faktorja VIII, ki je bil pomembne za hemofilike, kajti v času izbruha AIDS-a v začetku devedesetih let prejšnega stoletja, je bila smrtnost zaradi okužb z okuženo krvjo pri hemofilikih ogromna in sinteza faktorja VIII je omogočila zdravljenje brez tveganja okužene krvi. Ta korak je bil še posebej zahteven, saj je imel factor VIII 2.350 aminokislin, medtem ko je imel somastotatin recimo le 14, inzulin pa 51 aminokislin. Z odkritjem možnosti kreiranja beljakovin s pomočjo rekombinatorike genov je prišlo do razmaha razvoja zdravil, saj so beljakovine tipični predstavniki tistih spojin, ki lahko načrtno upravljajo in regulirajo fiziološke funkcije in za zdravila je še kako pomembno, da je njihovo delovanje specifično in točno usmerjeno na regulacijo tiste funkcije, ki potrebuje popravo.

Preučevanje bolezni povezanih z genetskimi spremembami je bilo sicer znano še preden so odkrili gen. Eden takih je bil angleški patolog Archibald Garold, ki je že v devetnajstem stoletju povezoval bolezenske znake z dednimi faktorji. Victor McKusick pa je v drugi polovici dvajsetega stoletja sistematično pristopil k raziskovanju in popisovanju vseh stanj, ki so jih povzročile genske bolezni in jih katalogiziral. Sam je sicer genske mutacije ocenjeval le kot variacije in je bolezen pripisoval neskladju med organizmom in okoljem, ne pa težavam z geni.

Področje kjer je genetska diagnoza doživljala razcvet je bilo nosečnostno testiranje na znane genetske bolezni, ki jih je bilo vedno več znanih in s tem povezana tudi možnost prekinitve nosečnosti. Pravica do življenja se je tako nadgradila v pravico do življenja s pravimi geni.

Toda iskanje genov, ki bi označevali skrivnostne bolezni ni bilo preprosto. David Botstein in Ron Davis sta iskala odgovore na to, kje se nahajajo geni na kromosomski karti. Iskala sta označevalce, ki bi lahko kazali na lokacije na kromosomih. Našla sta jih v polimorfizah DNK, različnih variacijah DNK, ki so se pojavljale po človeškem genomu in sta ugotovila, da bi lahko na podlagi povezovanja genetskih lastnosti s temi različicami lahko kartirali le te na določeno lokacijo na kromosomu. V devetdesetih letih so s kartiranjem, izoliranje, sekvencioniranjem, sintetiziranjem, kloniranjem, rekombiniranjem, vnašanjem genov v bakterijske celice, vstavljanjem v virusne genome, uporabo za izdelovanje zdravil, znanstveniki uspeli raziskovanje gena dvigniti na aplikativno raven, ki je omogočila ne le napredek v medicini, temveč je prinašala nov pogled človeka na naravo kot celoto.

Z napredkom pri raziskovanju in pozicioniranju določenih genov, ponavadi tistih povezanih z dednimi bolezni, je bilo nedvomno jasno, da se bo smer raziskovanja obrnila k poskusom opredelitve in zapisa celotnega človeškega genoma z vsemi njegovimi nukleotidi, z vsemi njegovimi geni, genetskimi kodi, regulacijskimi zaporedji, z vsemi introni in eksoni, z vso DNK med geni in vsemi segmenti za kodiranje beljakovin.

Toda za preiskovanje celotnega genoma tehnika gen po gen ni bila primerna zaradi njene počasnosti. Leta 1986 so na srečanju v Cold Spring Harborju predstavljali potencialne nove tehnologije. Ena od teh je bila PCR – polymerase chain reaction, ki jo je prikazal Kary Mullis.

Leta 1989 se začeli s projektom odkrivanja človeškega genoma, ki ga je vodil Watson, podpirala pa sta ga ameriški Nacionalni inštitut za zdravje in ministrstvo za energijo, pridružili pa so se mu tudi drugi znanstveniki iz celega sveta. Projekt je štartal v mestecu Bethesda.

Raziskovanje je šlo v dve smeri. Prva je bila metoda razbitja genoma na manjše delčke in potem njena ponovna sestava, ki pa se je ukvarjala samo z aktivnimi deli genoma. To je vodil Craig Venter, ki se je ločil od javnega projekta in delal naprej v svojem privatnem inštitutu TIGR (The Institute for Genetic Research), toda leta 1998 je ustanovil novo podjetje Celera. Druga pa se je nadaljevala v okrilju javnega projekta in je želela analizirati klon po klonu, da bi dobila sliko celotnega genoma. Leta 1995 je skupina v okviru javnega projekta uspela do konca razvozljati celoten genom gliste. Celera pa je leta 1999 objavila da je sestavila genom vinske mušice. 26. Junija 2000 sta oba projekta skupaj stala v Beli Hiši, kjer so naznanili, da so pripravili prvi pregled človeškega genoma. Toda celotno kartiranje v realnosti še ni bilo izvedeno.

S kartiranjem celotnega človeškega genoma je bil spisan priročnik za branje človeka, toda sedaj je bilo potrebno se naučiti še branja priročnika. Ta priročnik sicer omogoča jasno sliko kakšen naj bi bil primerjalno normalni genom človeka in tako omogoča primerjavo, ko je potrebno iskati nenormalnosti v obliki mutacij ali bolezni. Toda še vedno ostaja vprašanje razvozlanja delovanja celotnega genoma, razumevanje genomskega koda, za razliko od genetskega koda, kjer vemo, kako informacija v genu omogoči izgradnjo beljakovine, odprto.

Toda sedaj ko smo imeli jasno sliko normalnega genoma, se je genetika srečala s področjem, ki je imelo močne moralne in politične vplive. Iskanje odgovorov za zdravljenje bolezni je bilo vedno moralno pravilno, iskanje izboljšav normalnosti pa je bilo že na meji, ki je človek naj ne bi prestopal.

Genom ni samo priročnik za odkrivanje trenutnega človeka, temveč je s svojimi ostanki razvoja tudi evolucijsko orodje in kot tak je postal zanimiv za raziskovalce človeške zgodovine. Skupina okoli Alana Wilsona raziskala zgodovino človeka, preko analize genoma človeških mitohondrijev in odkrila, da naj bi bili ljudje stari okoli 200.000 let in naj bi bili njihovi geni veliko bolj homogeni kot šimpanzovi. Novembra 2008 je vplivna študija znanstvenikov iz Stanforda s preučevanjem genomske pestrosti različnih človeških skupin prišla do sklepa, da se je današnja populacija razselila iz Afrike, saj so tam našli najbolj pestre genome – teorija je znana pod naslovom Out of Africa Theory. Ob raziskovanju izvorov je pomembno dejstvo tudi to, da kljub temu, da vsak posameznik dobi dedno osnovo tako od očeta kot od mame, pa nudi zarodku celično strukturo za razvoj le mama in po materini liniji se prenašajo tudi mitohondriji, celični elementi, tako da ker se je skozi generacije, ko ni bilo ženskega naslednika, prekinil tudi niz prenosa mitohondrijev smo trenutno vsi potomci ene mame, nekje iz Afrike.

Nettie Stevens in Edmund Wilson sta že okoli leta 1900 odkrila, da se spol deduje preko kromosomov in da Y kromosom, ki se združi z maminim X lahko preide le preko spermija. Znotraj kromosoma Y naj bi bil gen SRY tisti, ki določa moškost organizma.

Eno od področij, ki je doživelo velih razmah je bilo povezovanje elementov kot so spolna preferenca, temperament, osebnost, impulzivnost, neučakanost, odločanje z genskimi slikami in ne le z vplivi okolja. Ko so začeli povezovati te elemente se je odprlo novo vprašanje kako pridemo od abstraktne genske nagnjenosti do konkretne in posebne osebnosti. Element naključnosti je v tem vprašanju še vedno zelo pomemben dejavnik.

Drugo plat kovanca ali lahko okolje vpliva na genom in povzroči spremembe v njem, pa je odkrival Conrad Waddington. Način je poimenoval epigenetika. Njegova teorija je dobila potrditev z raziskavami drugih Johna Gurdona, ki je uspel klonirati zarodke iz celic odraslih organizmov, vendar je bilo to početje zelo neenakomerno in težko izvedljivo, saj je nek faktor izven genov, ki so bili v zarodku in odraslemu organizmu isti  in ta faktor je moral biti izven genov. Druga je bila Mary Lyon, ki je ugotovila pri preiskovanju kromosomov, da je obstajal en par v določenem kromosomu neaktiven in to neaktivnost lahko imenujemo utišanje genov. Na utišanje naj bi vplivala pritrditev majhne molecule iz metilne skupine.

Součinkovanje genetskih regulatorjev in epigenetike delno reši zagonetko individualnosti celice, morda celo organizma. Leta 2006 je Šinja Jamanaka ugotovil, da se beljakovine, ki so pomembne za zapis oznak na genomu posledica delovanja le štirih genov.

Naslednji korak v raziskovanju genetskega materiala so bili poskusi, da gene prenesejo ne naključno v celice, temveč v embrionalne matične celice, kar bi zagotovilo, da bi se potem gen skupaj s konstantnim razvojem iz teh matičnih celic, konstantno množil. Obenem so se znanstevniki naučili delati genetske spremembe ne naključno temveč na točno določenih mestih na genomu.

Prva genska terapija na ljudeh je bila odobrena in izvedena leta 1990. Toda kasneje je prišlo do zapletov in po smrti pacienta leta 1999, so bila genska zdravljenja postavljena na stranski tir za celih deset let. Uporaba genetike v medicine se je razvijala v dve smeri. Spreminjanje genoma s posegi v celice je imela nekaj težav kot smo videli. Zato pa je toliko bolj uspevala diagnostika, napovedovanje bolezni s pomočjo genetike. Diagnostika je svoje uspehe doživljala pri zahtevnih boleznih kot so rak dojke ali shizofrenija in bipolarna motnja. Toda ob uspešni diagnostiki se je pojavljalo novo področje, področje vedenja in nemoči. Pacienti, ki so z diagnostiko izvedeli, da imajo določene mutacije, ki bi se lahko razvile v bolezen, niso mogli vedeti ali se bo bolezen zagotovo razvila. Knjigo smo lahko prebrali od konca do začetka, nismo pa je mogli brati naprej, da bi lahko odpravili vzroke. Tako je kot učinkovit način še vedno veljala predrojstvena genetika, ki je omogočila trenutek, ko smo lahko mutacijo odstranili iz človeškega genomskega sklada, toda izgubili smo ljudi, ki bi potencialno lahko živeli drugače kot so napovedovali njihovi geni.

Trenutno je možna genska diagnostika celo pred vstavitvijo zarodkov v telo matere. Ta diagnostika naj bi omogočala možnost nespočetja pri nekaterih hudih genskih okvarah. In je zakonsko večinoma zelo jasno določena, vendar dopušča možnost izbire pri določenih situacijah. In te odločitve so odločitve posameznikov. Kaj lahko prinese prihodnost, možnost izbire tudi za odbiranje dobrih genov ne le varovanje pred slabimi. Trenutno to področje še regulira trikotnik – penetrance (možnost da gen res manifestira v fizični lastnosti), hudo trpljenje (narava bolezni), upravičljiva odločitev, toda ali bo tako še naprej, pritiski na pozitivno odbiranje se bodo nedvomno povečali.

Moderna raziskovanja genetskih posegov pri ljudeh pa so se spopadali še z enim prehodom, prehodom iz vstavljanja genetskega materiala v nerazvojne celice (sprememba je torej umrla s celicami) v matične celice. To vprašanje skupaj z vprašanjem kako omogočiti da se bo vstavljen gen res postavil na točno določeno pozicijo v genomu in ne poljudbo nekje. Preskok na tem področju je prišel, ko so odkrili v prehrambeni industriji v bakteriji meganizem bakterijske obrambe, ki je temeljil na RNK-iskalcu, ki je prepoznal določen DNK, medtem ko ga je bakterijska beljakovina po prepoznanju izrezala. Dve znanstvenici Emanuelle Charpentier in Jeniffer Doudna sta v svojih poskusi uspeli v tem mehanizmu iskalca zamotiti na način, da je iskal lažen DNK in mehanizem izrezovalca ga je izrezal. Nova procedura je odprla pot do potencialnega natančnega vmeščanja genov v genom.

Če definiramo potrebne korake za genetsko spremenjene ljudi bi rekli:

  • Pridobitev prave človeške matične celice (ki je sposobna tvoriti spermije in jajčece)
  • Metoda s katero ustvarimo zanesljive in namerne genetske spremembe
  • Usmerjena pretvorba gensko spremenjenih matičnih celic v spermije in jajčeca
  • Ustvarjanje človeških zarodkov iz spremenjenih spermijev in jajčec z zunajtelesno oploditvijo

Tehnološko so vsi koraki možni. In v znanstveni srenji se pojavlja potreba po moratoriju tega raziskovanja, saj se bližamo moralnim mejam možnosti spreminjanja človeške razvojne linije.

Verjetno je postgenomski človek že na poti, do takrat pa:

  • Gen je temeljna enota dednih informacij.
  • Genetski kod je univerzalen.
  • Geni vplivajo na obliko, funkcijo in usodo, vendar se ti vplivi običajno ne zgodijo v razmerju ena proti ena.
  • Variacije v genih prispevajo k variacijam lastnosti, oblik in vedenj.
  • Ko rečemo, da znamo najti ”gene za” določene človeške lastnosti ali funkcije, je to zato, ker je naša definicija te značilnosti zelo ozka.
  • Neumnost je govoriti o “naravi” ali “vzgoji” v absolutnem ali abstraktnem smislu.
  • Vsaka generacija ljudi bo ustvarila različice in mutante; to je neizogibni del naše biologije.
  • Številne človeške bolezni – vključno s prenekaterimi, ki so jih prej povezovali s prehranjevanjem, izpostavljenostjo okoljem ali naključnostjo – so pod močnim vplivom genov ali jih geni povzročajo.
  • Vsaka genetska “bolezen” je neskladje med genomom organizma in okoljem organizma.
  • V izjemnih primerih utegne biti genetska nezdružjivost tako velika, da so upravičljivi samo skrajni ukrepi, kot so gensko odbiranje ali usmerjene genske intervencije.
  • V genih ali genomih ni nič takega, kar bi jih naredilo dedno odporne na kemično ali biološko manipulacijo.
  • Trikotnik pomislekov – hudo trpljenje, visoka penetrantnost genotipov in upravičljive intervencije – je doslej omejeval naše poskuse, da bi posegali v ljudi.
  • Zgodovina se ponavlja deloma tudi zato, ker se ponavlja genom. In tudi genom se ponavlja deloma zato, ker se ponavlja zgodovina.

Upravljanje z genomom je morda največji preizkus znanja in razsodnosti za našo vrsto.

Leave a Reply