Od starodavnih vedeževalcev do nabiralcev zalog na Wall Streetu so ljudje vedno hrepeneli po tem, da bi lahko povedali prihodnost. Zmožnost, da ne gre reči, je bila večinoma precenjena.
Kaj pa, če bi obstajal občutek, v katerem bi lahko resnično povedali prihodnost? In kaj, če bi lahko določen izid naredili tudi bolj verjetno, celo gotovo? Nastajajoča tehnologija, znana kot genska gonja, ponuja ravno takšno perspektivo dajanja prednosti posameznim lastnostim v prihodnjih rastlinah in živalih - za povečanje kmetijske proizvodnje, za zmanjšanje tveganja za prenos nalezljivih bolezni ali česa si še nismo predstavljali. Dejansko so nekateri že predlagali uporabo genskega nagona za odpravo nekaterih komarjev, ki lahko širijo ziko, malarijo in druge težave. A je to dobra ideja? Kako naj razmišljamo o uporabi takšne tehnologije na način, ki predvideva in tehta njene koristi in škode za sedanje in prihodnje generacije?
V zadnjem letu je na zahtevo Nacionalnih inštitutov za zdravje in Fundacije za NIH odbor teh akademij razpravljal odbor Nacionalnih akademij znanosti, tehnike in medicine. Prejšnji mesec je odbor, v katerem sem sodelovala z Elizabeth Heitman iz Centra za biomedicinsko etiko in družbo pri Univerzitetnem medicinskem centru Vanderbilt, objavil svoje poročilo: "Gene Drives on the Horizon: napredovanje znanosti, navigacija negotovosti in uskladitev raziskav z javnostjo Vrednote. "Kaj smo torej sklenili? Do tega bom prišel čez minuto, najprej pa lekcijo o znanosti.
Tehnologija genskega pogona omogoča znanstvenikom, da spremenijo običajna pravila - če ne bo več - genskega dedovanja pri spolni reprodukciji. Z genskimi nagoni lahko znatno povečamo možnosti (od narave 50 do 50 pri večini spolno razmnoževalnih vrst) določenega gena, ki se prenese na potomce. Tehnologija genskega nagona združuje spremenjeno genetsko lastnost, kot je na primer proizvajanje samca, s povečano verjetnostjo, da lastnost prehaja skozi populacijo.
To je novo orodje v ustaljenem prizadevanju. Dedovanje je področje, na katerem so ljudje vložili veliko truda pri urejanju prihodnjih rezultatov. Rejci lahko delajo več let ali desetletij, da bi zagotovili, da znaki, na primer velikost semen rastline ali moč ali hitrost konja, predvidljivo prehajajo iz roda v rod. Kako predvidljivo? No, skozi zgodovino je bistvo dobre vzreje čim bolj zanesljiv prehod želene lastnosti med generacijami.
Šele v poznih 1800-ih letih prejšnjega stoletja so poskusi z rastlinami graha avstrijskega meniha Gregorja Mendela dvignili možnost, da bi upravljanje prenosa lastnosti med generacijami preseglo najboljše prakse ali celo najboljša ugibanja. Mendel je pokazal, da lahko vsaj za nekatere starševske lastnosti predvidi povprečno pogostost, s katero se bodo pojavile pri potomcih. Na primer, če bi imele matične rastline v spolno razmnoževalni vrsti rdeče cvetove ali rumena semena, je mogoče napovedati, da bi imela polovica vseh potomcev rdeče cvetove ali rumena semena. Bil je izjemen napredek. Do začetka 20. stoletja so bili rezultati Mendela med temeljnimi spoznanji, ki so vodili k znanosti o genetiki.
Genetiki delajo, da razkrijejo pravila dedovanja z razumevanjem procesov, ki posameznikovo DNK ali genotip povezujejo z izražanjem določene lastnosti, fenotipa razvijajočega se organizma ali odrasle osebe. To zahteva razumevanje molekulskih in okoljskih spremenljivk, ki nadzorujejo izid, kot je na primer potomstvo moškega ali ženskega spola. Vemo, da pri večini vrst z dvema spoloma lahko pričakujemo, da bo v povprečju približno polovica samcev in pol samic. To je osnovno pravilo dedovanja - če ni sil, kot so mutacija genov ali naravna selekcija, bo pogostost številnih lastnosti pri generaciji potomcev enaka kot pri starševski generaciji. Kaj pa, če bi imeli tehnologijo, da spremenite to osnovno pravilo in povzročite, da je razmerje v generaciji potomcev 60:40 moških do žensk, ali 70:30, ali celo 99: 1?
Tehnologija genskega pogona odpira takšne možnosti. Z genskim nagonom bi lahko oblikovali tako, da bi povečali verjetnost, da ženska samca proizvede samce v nasprotju z ženskami. Poleg tega se s prehodom vsake generacije delež moških v populaciji povečuje, ko lastnost "poganja" skozi populacijo - prihodnost postaja bolj gotova. V skrajnem primeru bi lahko veliko ali celotna populacija postala samci, seveda pa bi bila za vrsto s spolno razmnoževanjem rezultat zmanjšanje ali odstranjevanje populacije ali celo izumrtje vrste.
Toda ali bi bilo treba genske pogone uporabiti za spreminjanje velikosti populacije, morda do točke izumrtja? Navzlic spremenjeni organizmi, ki jih poganjajo geni, obljubljajo izboljšanje zdravja ljudi in kmetijske produktivnosti, ohranjanje drugih vrst in napredovanje osnovnih raziskav. Predstavljajte si, da bi odpravili vrsto komarjev, ki prenaša malarijo.
Vendar pa obstajajo možne slabosti pri sproščanju spremenjenih organizmov z genskim vplivom v naravnih ekosistemih. Kako naj razmislimo o uporabi takšne genske pogonske moči? Kaj moramo upoštevati, preden se odločimo, ali ga bomo uporabljali?
Poročilo odbora NIH, ki je bilo objavljeno junija, posveča veliko pozornosti odgovorni znanosti in potrebi po nenehnem vrednotenju in ocenjevanju družbenih, okoljskih, regulativnih in etičnih vidikov izpuščanja spremenjenih organizmov, ki jih gensko vplivajo v okolje. Vsak korak pri raziskovanju in uvajanju temelji na vrednotah, ki jih imajo posamezniki in skupnosti. Javno udejstvovanje pri iskanju in razumevanju teh vrednot ne more biti pozno. Upravljanje raziskav na gensko spremenjenih organizmih bi se moralo začeti z osebno odgovornostjo preiskovalca in se od tam razširiti na raziskovalne ustanove in regulatorje. Toda kateri regulatorji: državni, zvezni, svetovni? Konec koncev je po sproščanju zasnovan gensko spremenjeni organizem, ki se širi. Meje zasebne lastnine, države ali države niso ovire za širjenje. Ključno sporočilo poročila je:
"Trenutno ni na voljo dovolj dokazov, ki bi podprli sproščanje spremenjenih organizmov z genskim pogonom v okolje. Vendar pa so potencialne koristi genskega nagona za osnovne in uporabne raziskave velike in upravičujejo nadaljevanje laboratorijskih raziskav in visoko nadzorovanih terenskih preskusov . "
Nekatere pomanjkljivosti v razumevanju vseh vplivov tehnologije genskega nagona vključujejo ekološke in evolucijske procese v naravnih ekosistemih. Če zmanjšamo ali celo izločimo vrsto, kot je komar, ki prenaša patogen, ki okuži človeka, kaj bo to pomenilo za stabilnost ekosistema? Tako lahko na primer odpre priložnost, da se ena ali več dodatnih vrst žuželk, ki prenašajo še manj zaželene nalezljive bolezni, ustanovijo ali povečajo.
Načrt odbora za napredek vključuje postopni okvir za testiranje, ki sega od laboratorijskega razvoja do sproščanja na terenu in spremljanja organizmov, ki so gensko spremenjeni. Ocenili smo ekološko tveganje kot metodo za količinsko določitev, kako bo določena sprememba ali spremembe v okolju vplivale na nekaj koristnega za družbo - na primer kakovost vode ali možnost, da se ugotovi neželena vrsta škodljivcev, ki prenaša nalezljiv patogen.
Nadzor nad prihodnostjo dediščine pri celotnih populacijah in vrstah je močan znanstveni napredek, ki ga je težko preceniti. In kot se pogosto zgodi, obstaja tveganje, da znanstvene raziskave presežejo razvoj širšega etičnega okvira, da se ugotovi, ali in kako najbolje uporabiti to novo pridobljeno znanstveno moč. Upajmo, da so znanstveniki in vlade povsod prisluhnili pozivu poročila, naj nadaljuje previdno. Obljuba o tehnologiji genskega pogona je neizmerna, toda ko govorimo o moči izumrtja nekaterih vrst, to je tehnologija, ki si je ne moremo privoščiti, da bi jo zlorabili.
James P. Collins je Virginia M. Ullman profesor naravoslovja in okolja na šoli znanosti o življenju na Arizonski državni univerzi v Tempe.
Ta članek je bil napisan za Future Tense, partnerja Zócala. Future Tense je projekt ameriške univerze Arizona, Nova Amerika in Skrilavec. Na Slate.com se je pojavila tudi različica.
