Was ist die Schwierigkeit beim Klonen und der Gentechnik beim Menschen?

Die Frage, die Sie stellen, ist eher ein ethisches als ein biologisches Problem. Dieser spezielle Naturartikel hebt das Problem hervor, von dem ich spreche. Kurz gesagt, Kinder mit SCID wurden einer damals als bahnbrechend bezeichneten retroviralen Behandlung unterzogen. Die Idee ist, dass Sie das defekte Gen durch das echte ersetzen, im Falle der zitierten Studie von 11 Patienten, von denen 9 geheilt wurden und eines dieser Babys aufgrund der Behandlung an Leukämie erkrankte. Dies war einer der ersten Versuche und zeigte, wie diese Behandlungen schief gehen können.

Schneller Vorlauf bis heute, letztes Jahr haben Sie vielleicht gehört, dass etwas, das die drei Elternbabys genannt wird, viel Aufmerksamkeit erregt. Dies ist im Grunde eine Mitochondrienspende , bei der ein Dritter Mitochondrien für IVFs aus Gründen bereitstellt, aus denen Eltern, die sich für IVFs entscheiden, aufgrund von mitochondrialen Mutationen möglicherweise keine erfolgreichen IVFs durchführen können. Dies warf und stellt immer noch eine ernste ethische Frage, denn was Sie tun, ist vererbbare DNA zwischen Linien zu mischen, bitte beachten Sie, dass die meisten Genetiker diese Grenze niemals überschreiten werden, dh das Genom so editieren, dass die Nachkommen das editierte Genom tragen. Fast immer sind die modifizierten Individuen steril (ich kenne keine GVO-Pflanze, die nicht steril ist)

Aber um nicht zu sagen, wir haben in Sachen Gentechnik nichts getan.

Wissenschaftler sind aus dem gleichen Grund (ein menschliches Leben ist wichtiger als das eines Tieres) vorsichtig, das menschliche Genom direkt zu bearbeiten, also haben wir jetzt auch eine sogenannte siRNA-Behandlung , das ist nur ein Beispiel. Und dies ist eine Liste von siRNA-basierten Medikamenten , die sich 2013 in verschiedenen Stadien klinischer Studien befanden. Ich kenne einige, die seitdem in die Studie aufgenommen wurden.

Letztendlich ist dies nur die Spitze des Eisbergs, es könnte eine ganze Menge zu diesem Thema gesagt werden, aber es läuft auf die gleichen ethischen Probleme hinaus.

Nur damit Sie es wissen, seit 2001 haben wir viele neuere Genombearbeitungswerkzeuge wie TALENs und CRISPR-Cas . Aber denken Sie daran, sie haben immer noch das gleiche Problem wie die Retroviren von 2001, das Problem mit Off-Targets.

Was ist, wenn Ihr Tool auf eine Region abzielt, auf die es nicht abzielen sollte?

Wird ein weiteres Kind aufgrund der Behandlung eine Erkrankung entwickeln?

Um ein solches Problem zu vermeiden, müssen wir viel besser verstehen, wie das Genom funktioniert, und leider wissen wir immer noch nicht genug. Ich kann die Studie hier nicht zitieren, weil ich keine Ahnung habe, wo sie veröffentlicht wird, aber auf einer kürzlichen Konferenz hörte ich einen Vortrag von einer Dame darüber, wie die retrovirale Integration funktioniert. Die Idee ist, dass Retroviren, wenn sie keine spezifischen Integrationsstellen benötigen, in der ersten genomischen Region integrieren sollten, auf die sie stoßen, das ist nicht der Fall. Ich werde nicht näher darauf eingehen. Aber ich hoffe, Sie haben einen Denkanstoß.

UPDATE ZUR Gentechnik in einer Vorkonzeptionsphase

Dies ist ein Link zum Nature-Artikel über Venters Minimalzelle. Es gibt auch eine künstliche Hefegenomseite. Der Punkt, den ich zu machen versuche, ist, dass wir uns schon jetzt wirklich in den grundlegenden Stadien befinden.

Ich werde Ihnen das gigantische Skalierungsproblem skizzieren, mit dem wir konfrontiert sind.

2002: Der erste Entwurf des menschlichen Genoms wird veröffentlicht. Alle Medien sind voll von Geschichten darüber, wie wir das Geheimnis des Lebens lüften werden.

Seitdem haben sich DNA-Methylierung und Histonmodifikationen als Regulatoren der Genomfunktionalität durchgesetzt.

Wir wussten, dass DNA in RNA transkribiert und in Protein übersetzt wird. Nichtkodierende RNAs kamen zum Vorstoß und brachten alles durcheinander.

Wir dachten, dass die DNA-Funktionalität von DNA-Methylierung und Histon-Modifikationen bestimmt wird, und im Jahr 2009 sahen wir den ersten großen Artikel über die Chromatin-Architektur . Wir verstanden, dass das Genom Schalter namens Enhancer und Promotoren hat, die regulieren, wann und wie lange RNA transkribiert wird. Aber manchmal waren diese Schalter so weit entfernt, dass wir nicht wussten, wie sie ihre Zielgene angeschaltet haben.

Das Problem lässt sich so zusammenfassen, dass die Herstellung eines künstlichen Bakteriums einfacher ist als eines Menschen. Beim Menschen gibt es mehrere Regulationsebenen, da ist die DNA, wo ein Teil stumm ist (Heterochromatin) und ein Teil aktiv ist (Euchromatin), DNA-Methylierung und Histon-Modifikationen beeinflussen, wie Gene exprimiert werden, diese Modifikationen ermöglichen das Öffnen der DNA, so dass Gene können exprimiert werden. Die DNA wird weiter unterteilt (Architektur), so dass Schalter nur benachbarte Gene im 3D-Raum beeinflussen. Nichtkodierende RNAs fungieren in solchen Bereichen als Botenstoffe, die Proteine ​​an ihre Ziel-DNA-Regionen weiterleiten. Die Zelle ist also ein Chaos!

Um nicht zu sagen, dass die Ziegenbiologie einfacher ist, nur dass das Leben einer Ziege billiger ist als das eines Menschen. Wir würden also nichts spüren, wenn wir Ziegen für den Fortschritt der Menschheit „euthanasieren“.

Es gibt einen separaten Stack Exchange für Ethik, gehen Sie dorthin, wenn Sie darüber streiten wollen.

Das erste Problem ist, wie wenig über die Funktionen jedes Gens bekannt ist. Um Genmodifikationen für Menschen richtig einzuführen, müssen Sie alle Wechselwirkungen der ursprünglichen Gene und ihrer Produkte kennen und über ein genaues Computermodell verfügen, das Probleme und andere Auswirkungen der aktualisierten Versionen vorhersagt

Ein weiteres Problem: die Wiederverwendung von Teilen des Genoms. Insbesondere werden einige Gene für mehrere Zwecke verwendet, was bedeutet, dass Sie etwas aktualisieren und etwas, das scheinbar keinen Zusammenhang hat, vollständig zerstören könnten. Es ähnelt dem manuellen Bearbeiten des Wörterbuchs einer komprimierten Datei - das Ändern von 1 Bit/Basis des komprimierten Dateiinhalts ändert mehrere in der Ausgabe.

Dann gibt es das Problem unerwarteter Bearbeitungen. Was passiert, wenn Ihr Gen-Editing-Framework etwas versäumt und modifiziert, was es nicht sollte?

Angenommen, Sie bekommen es jemals zu einem Preis zum Laufen, den die Leute (oder zumindest das Militär) zahlen werden, müssen Sie jetzt herausfinden, wie Sie die Genmodifikationen liefern können. Invasiv oder nicht-invasiv? Retrovirus? Biokompatibler DNA-produzierender Chip? Framework aktualisieren? Möglichkeit, ein fehlerhaftes Update rückgängig zu machen?

Das Klonen ist sogar noch schwieriger, weil man die richtigen Entwicklungsbedingungen replizieren muss und es alle möglichen „Fallstricke“ wie das Imprinting gibt.

Kurz gesagt, Menschen müssen sich möglicherweise einer anfänglichen Anpassungsphase unterziehen, in der diese „Fallstricke“ nach und nach herausgeschnitten werden und ein synthetisches programmierbares DNA-Bearbeitungs- und Aktualisierungsorgan hinzugefügt wird – als Voraussetzung für weitere Upgrades.

Bei all diesen Schwierigkeiten ist es durchaus möglich, dass der beste Weg zum „Mensch 2.0“ ein Upgrade durch Maschinenteile ist, die von Robotern im Mikromaßstab gewartet werden.