אתיקה של הנדסה גנטית

תוֹכֶן

• הנדסה גנטית: תהליך בסיסי
• אתיקה גנטית להנדסה: סקירה כללית
• הנדסה גנטית: השלכות חברתיות
• יישומים נפוצים להנדסה גנטית
• עריכת CRISPR וגנים
• השלכות אתיות שונות של הנדסה גנטית

הנדסה גנטית, המכונה גם שינוי גנטי ועוברת על ידי מספר מזהים רופפים אחרים, היא מניפולציה תכליתית של חומצה deoxyribonucleic (DNA) כדי לשנות גנים של אורגניזמים בטכניקות מעבדה.

זה כולל שיבוט גנים, או רבייה של ריבוי עותקים של רצף DNA ספציפי המחזיק את הקוד הגנטי של מוצר חלבון ספציפי.

לאחר שבודד את החומר הגנטי המעניין מה- DNA ההורה שלו, יש להכניס אותו לחוט של DNA קיים ממקור אחר כדי להפעיל את תפקידו.

גדיל ה- DNA "המעורב" הזה נקרא DNA רקומביננטי. בתמצית, ה- DNA "המושתל" עושה שימוש במכונות הסלולר של הסביבה לתוכה הוא הוכנס, והגן המשובט מתבטא (כלומר, החלבון שהוא מקשר אליו מסונתז) בגדיל ההיברידי של ה- DNA.

הופעתה של ביולוגיה של תאים מולקולריים פינה את מקומה במהרה לביצוע והשלמתה של פרויקט הגנום האנושי. מאז שראשיתו של "המילניום החדש", ההבנה האנושית של הגנטיקה המיושמת והכלים העומדים לרשות החוקרים ברחבי העולם, פרחו בצורה דרמטית.

אך עם הגדלת האפשרויות בתחומים כמו שיבוט מגיעות האחריות המוגברת, לאור מה שעומד על כף המאזניים לדורות הבאים. מהם הסוגיות האתיות בטכנולוגיה זו, ומה מצבה של האתיקה בהנדסה גנטית כתחום?

הנדסה גנטית: תהליך בסיסי

דוגמה לשינוי גנטי המיושם במיקרובים נותנת סקירה טובה של התהליך ההנדסי של ה- DNA הכללי.

ראשית, אם אתה אחראי על פרויקט כזה, צוות ההנדסה שלך צריך למצוא גן ששווה להגביר אותו - או במילים אחרות, לשכפל - או לשלב אותו באורגניזם חדש.

לדוגמה, מה אם היית יכול לתת לצפרדעים מסוימות את היכולת לזהור בחושך? לשם כך, עליכם לזהות תחילה אורגניזם אחר המחזיק בתכונה זו ואז לקבוע את רצף ה- DNA או הגן המדויקים המקנים יכולת זו, למשל באמצעות קידוד של חלבון פוטולומיננטי.

אז אתה צריך להחליט לאן ב- DNA היעד (כלומר זה של הצפרדע) הגן ילך. צריך גם למצוא וקטור כדי להביא את הגן למטרה. וקטור הוא חתיכת DNA לתוכה ניתן להכניס את הגן להעברה לאורגניזם המקבל. לעתים קרובות, וקטור זה מגיע מחיידקים או שמרים.

תצטרך גם למצוא מתאים אנדונוקליזות הגבלה, שהם אנזימים החותכים קטעי DNA קצרים (ארבעה עד שמונה בסיסים) כך שניתן יהיה להכניס אורכים אחרים של DNA במקומם. לבסוף, DNA היעד והווקטורור מעורבבים בנוכחות DNA ligase, אנזים המקשר ביניהם לייצור DNA רקומביננטי.

בסך הכל, התהליך פשוט מאוד, לפחות מבחינה תיאורטית.

אתיקה גנטית להנדסה: סקירה כללית

הנדסה גנטית היא כל תהליך בו הגן מתפעל, משנה, מחק או מותאם על מנת להגביר, לשנות או להתאים מאפיין מסוים של אורגניזם. במילים אחרות, הוא מקיף מגוון רחב מאוד של שינויים כימיים ייחודיים, בהתחשב במספר התכונות הזמינות למניפולציה ביצורים אקוקרטיים (בעלי חיים, צמחים ופטריות).

מקביליהם של האוקריוטים בעולם החי, הפרוקריוטים, כמעט כולם חד-תאיים ויש להם כמות זעירה של DNA. כפי שניתן לצפות, הרבה יותר קל מבחינה טכנית לתפעל את הגנום (סכום כל ה- DNA בכרומוזומים של אורגניזמים) של חיידק מאשר זה של, למשל, עז.

אך יחד עם זאת, מחקרי הנדסה גנטית על חיידקים, בנוסף להיותם כל מה שניתן היה באמת לבצע בימיה הראשונים של שינוי גנטי, נמנעו כמעט מכל הסוגיות האתיות מכיוון שאיש לא דאג לרווחת החיידקים.

אולם הגישה המהירה של היום בו ניתן יהיה לשכפל בני אדם שלמים מדרבנת כל מיני דיונים אתיים טריים בקהילה המדעית ומחוצה לה.

הנדסה גנטית: השלכות חברתיות

בעוד שיש להנדסה גנטית שימושים שמאוד מועילים לחברה, יישומים מסוימים יכולים לעורר חששות אתיים, במיוחד עם זכויות בעלי חיים וזכויות אדם.

לדוגמה, בעוד שהדוגמה הקלילה של צפרדע זוהרת באפלה נועדה בבדיחות רוח, זה נכון שלמעשה יצירת חיה כזו הייתה רצופה בסוגיות אתיות. לדוגמא, מדוע להפוך חיה לרגישה יותר לטורפים ליליים על ידי כך שהיא מקלה יותר על ראותה?

בסוף העשור הראשון של המאה ה -21, ביו-חוקרים, סוציולוגים, אנתרופולוגים ומשקיפים אחרים כבר שוקלים על נושאים שעדיין לא גבו את ראשם במלואם בגלל חסמים מעשיים או טכנולוגיים שצפויים ליפול לצד הדרך כגנטיים ההנדסה הפכה למתקדמת ומעודנת יותר.

רבים מהם היו קלים לדמיין (למשל, שיבוט של בני אדם); אחרים היו עדינים בהרבה. מעטים, כמובן, יש תשובות קלות או מוגדרות.

חלק מההשלכות של היכולת לבחון גנים מסוימים, הרבה פחות מחקים, לא מתמודדות בקלות. לדוגמה, אם מדע הרפואה איפשר לך לקבוע אם ילד שרק הרמת והיה עכשיו ברחם שלך או של בן זוגך נושא את הגן למחלה קטלנית, איך אתה יכול להגיב?

האם זה ישנה במשהו מהמחלה שהתרחשה בהמשך החיים? האם הייתם מרגישים אחריות אתית לספר לילד במהלך חייו אם ההריון היה מביא ללידה חיה של תינוק בריא לכאורה?

יישומים נפוצים להנדסה גנטית

לעתים קרובות אנשים נוטים לדבר על הנדסה גנטית כאילו מדובר בתפיסה לעתיד בלבד. אך למעשה, הוא כבר כאן ומובצר עמוק במספר יישומים יומיומיים. כתוצאה מכך, מצבים אתיים כבר נמצאים על העולם.

חקלאי: אחד לא צריך להיות נרקומני חדשות מתקדמות כדי להיות מודע למחלוקת המתמשכת הכרוכה במזונות מהונדסים גנטית. לרוב נקרא GMOs (עבור "אורגניזמים מהונדסים גנטית"). טיפול מלא בנושא זה בלבד ידרוש מספר מאמרים לפחות כל עוד זה.

בחירה מלאכותית (רבייה): המניפולציה הגנטית של רביית בעלי החיים לאורך ההיסטוריה האנושית המודרנית לא דרשה באופן מסורתי טכניקות מיקרוביולוגיות ממוקדות. עם זאת, גידול סלקטיבי בין כלבים שתוסף ה- DNA שלהם לתכונות מסוימות ממופה במשך דורות רבים הוא סוג של הנדסה גנטית ברמת האורגניזם.

טיפול גנטי: הנדסה גנטית מאפשרת העברת גנים עובדים לחולים ש- DNA שלהם אינו כולל גנים אלה. עיין במשאבים למאמר על מחקר העושה שימוש בטכניקה זו במחלת פרקינסון, הפרעה עצבית-ניוונית הפוגעת בכחצי מיליון אמריקאים.

שיבוט: בדרך כלל זה מתייחס לייצור עותק מדויק של גדיל DNA, אך ניתן להשתמש בו גם לשיבוט (כלומר, שכפול) של אורגניזם שלם.

תעשיית התרופות: ניתן להשתמש בשינוי גנטי ליצירת מיקרו-אורגניזמים פרוקריוטים שיכולים לייצר כימיקלים (למשל, חלבונים או הורמונים) לייצור תרופות או טיפולים לתועלת אנושית. זה מנצל את זמני הדור הקצרים מאוד (כלומר קצב ההתרבות) של מרבית החיידקים.

עריכת CRISPR וגנים

ייתכן שהנושא הבולט ביותר בתחום ההנדסה הגנטית, שעולה אפילו על מזונות GMO, הוא הופעתו של CRISPR, שעומדת עבור גזוהר rבאופן רגיל אנינתרחק short עalindromic rאפיזות.

ניתן להשתמש ברצפי DNA קצרים אלה מחיידקים ליצירת רצפי RNA תואמים ובעזרת אנזים המכונה Cas9, ניתן להשתמש בהם כדי "להגניב" רצפי DNA בגנום האנושי או להסיר אחרים. מכאן שהמונח "עריכת גנים" נראה לעיתים קרובות בדיונים על CRISPR.

ההשלכה האמיתית של CRISPR היא שניתן להשתמש בהליך לא רק כדי להתאים ולתפעל את הגנים של בני האדם כשלעצמם, אלא גם של עוברים אנושיים, מה שמאפשר אפשרות של "תינוקות מעצבים". זה עלול לגרום ל"ייצור "של סוגים מסוימים של אנשים בלבד (למשל, בעלי צבע עיניים ספציפי, פרופיל אתני, רמת אינטליגנציה, מראה כללי וכוח וכדומה). בעוד שכולם רוצים תינוקות חזקים ובריאים, האם משתמשים בביוטכנולוגיה כדי להגיע לשם אתי?

כמו כן, כמו בכל טכנולוגיה חדשה, לא ניתן לדעת את ההשפעה ארוכת הטווח של שינוי DNA של מישהו (או כל אורגניזם) בצורה זו.

לפיכך, בנוסף לדאגות "לנגן את אלוהים" ולהקפיד על גבול הגבול שאנשים סבורים שהטבע הציב באופן טבעי, ישנם חששות מעשיים בתחום הבריאות: אורגניזמים מהונדסים גנטית שנעשו בעזרת תגליות כמו CRISPR נראים נהדר כאשר הם חדשים לגמרי, אבל איך הם לעמוד במבחני זמן בסיסיים?

השלכות אתיות שונות של הנדסה גנטית

השפעה חקלאית: השינוי הגנטי של צמחים מסוימים (והפטנטים על אותם צמחים) פירושו שחקלאים שאינם משתמשים בזרעים אלה עשויים לצאת יותר מעסק. כמו כן, אם זרעיהם אפילו עוברים בטעות בזרעים מוגנים בפטנט, ניתן לתבוע אותם, גם אם זה היה פשוט בגלל הסביבה או האבקה צולבת בלתי נמנעת.

רבים מהצמחים הללו עמידים בפני קוטלי העשבים המשמשים להרגת עשבים וצמחים מתחרים, אך חלקם של קוטלי עשבים אלו רעילים גם לבני אדם, מה שמביא לסוגיה אתית נוספת.

צמחי GMO יכולים גם להשפיע על המערכת האקולוגית הטבעית על ידי העברת הגנים החדשים הללו לצמחים אחרים; טרם ידוע על ההשפעה לטווח הארוך על הסביבה.

זכויות בעלי חיים: נראה כי צורות מסוימות של הנדסה גנטית הן הפרות של זכויות בעלי חיים. בעלי חיים בעלי חיים כמו תרנגולות מיועדים לרוב לגידול שדיים גדולים יותר, מה שהופך את הקיים והחיים לכואבים וכמעט בלתי אפשריים. שינויים מסוג זה הופכים את הבשר לטובה יותר עבור צרכנים אנושיים, אך ללא ספק מוסיפים קושי וכאב לחיי בעלי החיים.

קשה לרבוע זאת בהתנהגות "אתית" במוחו של כל מי שמייחס חשיבות לרעיון היצורים החיים הסובלים סבל מיותר.

מוקדם יותר הוזכר הרבייה כסוג של הנדסה גנטית. גידול כלבים הוא תחום בו התפרסמו הסיכונים של תרגול זה היטב, אולם גידול כלבים בכל זאת נותר פופולרי. מגדלים מנסים לעתים קרובות להשתמש בדגימות מוגבלות גנטית בכדי ליצור קווים "גזעיים" (ושוב, סלקציה מלאכותית היא סוג של הנדסה גנטית, תוך הסתמכות על אותם עקרונות אבולוציוניים שברירה טבעית עושה).

בעלי חיים אלה לרוב קשוחים בבעיות בריאותיות, בעיקר בגלל שמירה על גנים מזיקים שהיו נופלים באופן טבעי מהאוכלוסייה אך נמשכים בגלל גידול כלבים.

ביטול גנים "רעים": הפיתוי הבסיסי של הנדסה גנטית עבור אנשים רבים הוא לא שהוא יכול ליצור משהו סופר, אלא שהוא יכול לחסל משהו שכבר נמצא כאן אבל לא רצוי. CRISPR וטכנולוגיות קשורות עלולים להוביל ליכולת למחוק גנים מזיקים או, באופן מצמרר יותר, להיפטר מאנשים או אורגניזמים עם גנים המובילים למחלות כרוניות או שמובילות למחלות נפשיות.

האם זה מוסרי? מה אם הגנים ה"רעים "השטחיים האלה אכן משרתים מטרה טובה, כמו שהגן" תאי המגל "עושה בצורתו ההטרוזיגית, ולעיתים קרובות מציע הגנה מפני מלריה? זה לא בסדר לרצות" להיפטר "ממחלות נפש, אבל רעיון לחסל אנשים שעלולים להתפתח מחלות נפשיות מאוחר יותר, אך הן נקיות ממנה כיום צריכות לצנן את דמו של כל אזרח.

וגם אם יכול להיות שידוע בוודאות שאנשים מסוימים יפתחו מחלות נפשיות איומות, האם זה אומר שיש לאסור לאנשים כאלה שמעולם לא ביקשו אף אחד מה- DNA שלהם ואין להם שום יד לגרום לבעיות בגנום שלהם. בחיים? מי הם האתיקנים המייצגים את מי שנשלח בתאונות לידה לחיים בעייתיים מאוד?

שינויים במגוון הגנטי: ביטול "גנים רעים" ובחירת "תכונות טובות" בלבד עלול לגרום לכך שצמחים, בעלי חיים ואנשים יהיו דומים גנטית מדי. זה הופך את בני האדם ואורגניזמים אחרים לפגיעים יותר למחלות והסיכון לחלות במחלות גדולות יותר של האוכלוסייה. זה גם מפריע ברירה טבעית, תהליכים אבולוציוניים ו גנטיקה של אוכלוסייהשכולם, ככל שיהיו לאט ולעיתים מגושמים, נוטים לבצע עבודה נאותה כדי לשמור על הביוספרה בסדר.