Tanrı mı oynuyorlar? İngiliz araştırmacılar yapay olarak insan DNA'sı yaratmak istiyor

Genetik materyalimiz doğrudan ebeveynlerimizden miras aldığımız şeydir. Yumurta ve sperm yoluyla döllenme yoluyla aktarılır. Ve yeni doğan çocuğun her hücresi her iki ebeveynden gelen genetik bilgilerin bir kombinasyonunu içerir. Bu, nasıl göründüğümüzü, vücudumuzun nasıl işlediğini, hangi hastalıklara yatkın olduğumuzu ve çok daha fazlasını belirler.

Şimdi araştırmacılar ilk kez yapay olarak insan DNA'sı yaratmak istiyor. "Bir İngiliz bilim insanları ekibi, ilk sentetik insan kromozomunu yaratmak için bir teknoloji geliştiriyor," diyor Wellcome Trust'ın internet sitesinde . Wellcome Trust, dünya çapında bilimi teşvik etmeye ve insan sağlığını iyileştirmeye adanmış büyük bir hayır kurumudur. Araştırmalarını ilerletmek için British Synthetic Human Genome Project'e (SynHG) yaklaşık 11,7 milyon avroya eşdeğer bir bağışta bulundu.

Büyük ölçekli proje başlangıçta beş yıl olarak planlanıyor. Amacı, birçok ara adımı izleyerek laboratuvarda ilk kez sentetik olarak tam bir insan kromozomu yaratmak. Cambridge, Kent, Manchester, Oxford ve Imperial College London üniversitelerinden araştırmacılar dahil. Proje, şu anda kurulmakta olan ve dünyanın dört bir yanından 300'den fazla önde gelen araştırmacıyı bir araya getirecek olan "teknik biyoloji için dünya lideri bir enstitü"nün başında olan Cambridge'de profesör olan moleküler biyolog Jason Chin tarafından yönetiliyor . Tesisin adı Generative Biology Institute (GBI).

Yeni tedaviler, iklime dayanıklı bitkiler ve yenilikçi malzemeler

"Biyoloji doğal olarak etkileyici çeşitlilikte işlevleri yerine getirir. Doğru kullanıldığında, en büyük zorluklarımızdan bazılarını çözmenin anahtarını elinde tutar. Ancak, henüz biyolojiyi güvenilir bir şekilde tasarlayamadık," diyor enstitü kendi açıklamasında. Bunu başarmak için, büyük bir zorlukla karşı karşıya kalmaları gerekiyor. "Biyolojinin doğal dilinde yazabilmeli ve hangi DNA dizilerinin istenen işlevlere sahip biyolojik sistemler ürettiğini anlayabilmeliyiz."

Araştırmacılar, biyolojinin potansiyelini "iyilik için" açığa çıkarma hedeflerini coşkuyla öngörüyorlar. Bu, örneğin, "hastalıkları tedavi etmek için yeni terapötik moleküllerin ve hücrelerin geliştirilmesini" içeriyor. Dahası, aynı anda azotu sabitleyen ve hastalıklara ve zararlılara karşı daha az hassas olan "iklime dayanıklı ürünler" yaratmayı hedefliyorlar. Bu, küresel gıda güvenliğini desteklemeli ve tarımı daha sürdürülebilir hale getirmelidir.

"İklim değişikliği ve temiz enerji alanında, sera gazlarını yakalamak ve yakıt üretmek için biyolojik süreçleri manipüle etmek mümkün olacak," diye devam ediyor açıklama. Tamamen yeni malzeme türleri de geliştirilebilir. Wellcome Trust'ta Keşif Araştırmaları Direktörü olan Michael Dunn, "İnsan genomunu sentezlemek için gerekli araçları ve yöntemleri yaratarak, bugün öngöremediğimiz sağlık ve hastalıklarımızla ilgili soruları yanıtlayacağız ve yaşam ve refah anlayışımızı dönüştüreceğiz," dedi.

İnsan DNA'sının sentetik üretimi etik soruları gündeme getiriyor

Birçok araştırmacı bu vizyonu paylaşırken, diğerleri ihtiyatlı olunması gerektiğini savunuyor. Laboratuvarda doğrudan genetik materyal üreterek, insanlar yaşamın temel yapı taşlarına müdahale ederek kendilerini gerçek anlamda "Tanrı rolü" oynama pozisyonuna sokuyorlar.

Yeni moleküler biyolojik teknolojiler kullanarak DNA bölümlerini değiştirmek zaten mümkün – örneğin CRISPR-CAS "gen makası". Ancak, insan genomunun sentetik olarak yaratılması yalnızca çok zorlu değil. Ayrıca "çok yönlü etik sorular ortaya çıkarıyor ve ayrıca faydalarına karşı değerlendirilmesi ve tartılması gereken riskleri de beraberinde getiriyor" diyor Heidelberg Üniversitesi'ndeki Translasyonel Tıbbi Etik Bölümü başkanı ve Alman Etik Konseyi başkan yardımcısı onkolog Eva Winkler .

Tam olarak zorluk nedir? Bir organizmanın her hücresi genetik bilginin tam setini, yani tüm genomu içerir. İnsanlarda 25.000'e kadar genden oluşur. Bunlar, tabiri caizse, vücudun araçları ve yapı taşları olan çeşitli proteinlerin üretimi için planları oluşturur. Genlerin kendileri deoksiribonükleik asit (DNA) formunda hücre çekirdeğinde depolanır. DNA, adenin (A), timin (T), guanin (G) ve sitozin (C) bazlarına sahip dört farklı yapı taşının uzun bir sırasından oluşur. Bunlar, yapısı spiral olarak bükülmüş bir ip merdivene benzeyen DNA çift sarmalında farklı sıralarda çiftler halinde düzenlenmiştir.

Bu bireysel ip merdivenleri farklı paketlerde, kromozomlarda paketlenmiştir. Orada, belirli proteinlerin etrafına sarılmışlardır. İnsanlarda 23 çift halinde düzenlenmiş 46 kromozom vardır. Örneğin, bu çiftlerden biri cinsiyeti belirler: dişilerde iki X kromozomu ve erkeklerde bir X ve bir Y kromozomu. Bunlar kromozomların şekline göre isimlendirilmiştir.

Daha karmaşık genetik sentezler için teknik engeller

İki yıl önce, İngiliz araştırmacılar, Science Media Center'ın (SMC) konuyla ilgili bir sunumunda bildirdiği gibi, yeni özelliklere sahip E. coli bakterisinin tam genomlarını üretmelerini sağlayan yöntemleri yayınladılar. "Yapay DNA üretimi tamamen yeni bir şey değil - bir süredir bakterilerde mümkündü," diyor Schleswig-Holstein Üniversitesi Hastanesi İnsan Genetiği Enstitüsü Müdürü Malte Spielmann. Araştırmacılar, ilk kez, insan DNA'sının büyük kısımlarını sentetik olarak üretmeye çalışıyorlar.

"Şimdiye kadar, sadece birkaç yüz baz çiftinden oluşan kısa bölümleri sentezlemek mümkündü. Yeni yöntemler artık yüz binlerce baz çiftine sahip bölümlerin üretilmesine olanak sağlıyor," diyor Spielmann. DNA çift sarmalında düzenlenmiş A, T, G ve C bazlarından bahsediyor - genetik yapı taşları. İlk kez, kromozomların daha büyük bölümlerini - hatta muhtemelen tüm yapay kromozomları - sentetik olarak üretmek mümkün olacak. Ancak, süreç teknik olarak son derece zorludur ve genellikle maya hücreleri kullanılarak bir hücre kültüründe gerçekleşir.

Dahası, laboratuvarda tekrarlanması zor olan hücreler içinde karmaşık süreçler meydana gelir. SMC'ye göre, "önemli ölçüde daha büyük genomlara, genomda bol miktarda atlama segmentine ve kromozomlarda oldukça tekrarlayan DNA dizilerine sahip telomerler ve sentromerler gibi benzersiz yapılara sahip insan hücreleri" şimdiye kadar daha karmaşık genom sentezi için aşılması zor teknik engeller ortaya koymuştur.

Yeni teknolojilerin kötüye kullanılmasının sayısız riski

Aynı zamanda, araştırmanın sonuçlarından korkuluyor. "Açık endişeler - klonlama etrafındaki tartışmalara benzer şekilde - tasarımcı insanlar, sentetik insanlar ve 'yedek parça depoları' olarak organlar, genomun ticarileştirilmesi veya patentlenmesi ve olası askeri uygulamalar," diye özetliyor tıbbi etikçi Eva Winkler.

Hanover Üniversitesi'nde Yaşam Bilimleri Etik ve Hukuk Profesörü olan Nils Hoppe de geliştirilen yeni teknolojilerin "çok sayıda kötüye kullanım riski" taşıdığına işaret ediyor. "Bu, yeni biyolojik savaş ajanlarının yaratılmasına veya belirli fiziksel özellikleri 'siparişe göre' üretme girişimlerine yol açabilir. Bu, temel toplumsal ilkelere aykırı olurdu."

Ancak etik sınırların algısı - "birinin ne yapıp ne yapamayacağı" - genellikle laboratuvarlarda genel halktan farklıdır. Bu, koronavirüs SARS-CoV-2'nin bir Çin laboratuvarında ortaya çıkıp çıkmadığı sorusuyla bağlantılı olarak patojenler üzerinde sözde işlev kazanımı araştırması etrafındaki tartışmayla da kanıtlanmıştır. Başka bir örnek: 2019'da Çinli araştırmacılar, yapay tohumlama sırasında genomu değiştirmek için "gen makası" CRISPR-CAS kullandıkları için hapis cezasına çarptırıldılar . Yöntem ilk olarak insan embriyolarında kullanıldı ve sonunda doğdular.

Yapay bir insanın yaratılmaması gerekiyor

Bu yaklaşımın tabuları yıkan yönü, araştırmacıların germ hattına (yumurta hücreleri, sperm) müdahale etmesiydi. Bu, doğan genetik olarak değiştirilmiş ikizler Lulu ve Nana'nın değişiklikleri yavrularına aktaracağı anlamına gelir. Araştırmacılar "iyi niyetli" olsalar da (çocukları HIV enfeksiyonlu babalarından kaynaklanan enfeksiyondan korumak istediler), bu tür genetik müdahalelerin öngörülemeyen sonuçları olabilir. Eleştirmenler, teknolojinin geri döndürülemez bir şekilde kullanılması için hala çok belirsiz olduğunu söyledi.

Bu tür araştırmaların küresel olarak düzenlenmesi için çağrılar var. Etik sınırlara saygı gösterme niyeti beyanları yeterli değil, özellikle de yapay DNA'nın potansiyel yaratımı gerçekten harika olasılıklar açtığı için. "Bilimsel bir bakış açısından, bu son derece heyecan verici ve zamanında bir proje," diyor insan genetiği uzmanı Malte Spielmann. Bunun temel bir araştırma olduğunu vurguluyor. "Belirtilen amaç yapay bir insan yaratmak değil."

Spielmann, bu projenin "genetik bilgilerimizin işleyişini analiz etmek ve anlamak" için yeni olasılıklar açmasını heyecan verici buluyor. Bu, "hem içerik hem de etik açısından iyi düşünülmüş bir proje" ve aynı anda "toplumsal açıdan sorumlu bir şekilde desteklenirken" çığır açan bilimsel keşiflere olanak tanıyacak. Örneğin, Kent Üniversitesi proje kapsamında özel bir sosyal bilim programı yürütüyor. Spielmann, "Bu kombinasyonda, gelecekteki genom araştırmaları için çok hoş ve önemli bir adım" diyor.

Kişinin kendi DNA'sının biyolojik mirasına ne olur?

Diğer araştırmacılar düzenlemeye olan ihtiyacı daha güçlü bir şekilde vurguluyor. "Burada, risklerin yalnızca teknik olarak değil, aynı zamanda sosyal olarak da hesap verebilir olması önemli görünüyor," diyor tıbbi etikçi Eva Winkler. "Buna, en başından itibaren şeffaf prosedürler, sosyal katılım, etik düşünceye duyulan ihtiyaç, olası uygulamalar için net sınırlar, normatif muhalefete açıklık ve nihayetinde, yeni biyolojik tasarım biçimlerine yönelik demokratik olarak meşrulaştırılmış ve etik olarak haklı çıkarılmış sorumluluk dahildir."

Eva Winkler, laboratuvarda bir insan genomunun yaratılmasının -her ne kadar hala uzak bir ihtimal olsa da- temel etik soruları gündeme getireceğini söylüyor. "Şimdiye kadar kural şuydu: DNA'nız biyolojik mirasınızdır. Ancak sentetik DNA laboratuvarda üretilir -yani miras alınmaz, tasarlanır. Şirketlerin, doğal olanlara benzeseler bile, sentetik olarak yaratılmış dizileri patentlemelerine izin veriliyor mu?" Tamamen yapay olarak yaratılmış bebeklerin biyolojik ebeveynleri olmazdı. "Bu, biyolojik akrabalık, ebeveynlik ve üreme anlayışımızı değiştirir."

Peki ya kendimizin yapay ikizlerini yaratsaydık - potansiyel yedek parça depoları olarak? Biyolojik olarak yaratılmış bireylerle aynı haklara sahip olur muydu? Bunlar, zar zor hayal edilebilen ama tamamen mümkün bir gelecekten gelen birkaç sorudur.