Sporni pospeševalci genov – obetavni, a genocidni

Vroče razprave o novi tehniki pospeševalcev genov, ki lahko reši veliko življenj, vendar za ceno pogube celotnih vrst organizmov.

Objavljeno
22. september 2016 16.49
Silvestra Rogelj Petrič
Silvestra Rogelj Petrič
Že dve leti, odkar obstaja, tehnika genskih pospeševalcev neti vroče razprave: prvič v človeški zgodovini smo z njo dobili moč, da v kratkem času spremenimo in celo odpravimo škodljive organizme, ne da bi vsaj zavestno škodili sebi. Toda izničiti neko vrsto organizmov samo zato, ker prenašajo za nas smrtonosne viruse, ni nujno brez nevarnosti. Genski genocid, ki ga nova tehnika omogoča, je namreč dokončen.

Prav zaradi nepovrnljivosti njenih učinkov je bila nova tehnika genskih pospeševalcev v središču razprave tudi na nedavnem svetovnem kongresu Mednarodne zveze za varstvo narave (IUCN), najstarejše mednarodne organizacije za ohranjanje živalskih in rastlinskih vrst. Medtem ko so ves minuli teden na Havajih, v otoškem okolju, kjer je naravno ravnotežje še posebej občutljivo, nekateri udeleženci vztrajno poudarjali, da je tehnika genskih pospeševalcev lahko izvrstno orodje za ohranjanje narave, so drugi prav tako zavzeto opozarjali na uničujoče posledice, če bi nam ušla izpod nadzora.

Priporočilo: ne raziskujte!

Glas slednjih je bil očitno bolj slišan: kongres se je sklenil s priporočilom, da IUCN ne bo podprla ali spodbujala nobene raziskave ali testov z uporabo genskih pospeševalcev, dokler ne bo opravljena celovita ocena učinkov te tehnologije.

Priporočilo sicer ni obvezujoče in ne predvideva posebnih ukrepov, ki naj bi jih upoštevale tiste države, ki bi se odločile za uporabe te tehnologije. Vseeno pa kaže na naraščajočo zaskrbljenost tako med znanstveniki kot med okoljevarstveniki zaradi potencialne moči tehnike, da dokončno spremeni posamezne vrste organizmov in s tem preoblikuje cele ekosisteme.

Kaj je bistvo tehnike? Predvsem dejstvo, da, kakor nakazuje njena oznaka, občutno pospeši gensko preoblikovanje posamezne vrste organizma. Deluje na načelu uporabe dela DNK, ki ga umetno vstavlja v določen del zaporedja DNK organizma. Ker se ta prenese tudi na potomce, se določene lastnosti dedujejo pogosteje, kot bi bilo običajno. Pri večini organizmov, ki se reproducirajo spolno, je polovična verjetnost, da bodo potomci podedovali lastnosti enega ali drugega starša. Genski pospeševalci pa to verjetnost zdaj bistveno povečujejo.

Niso človeški izum

Pri tem velja povedati, da genski pospeševalci niso človeški izum, pač pa so naravni pojav. Najdemo jih pri vseh naravnih vrstah. Toda šele nedavni razvoj novih orodij genetike je znanstvenikom pokazal možnost, da jih lahko vprežejo v svoje namene.

Tehnika genskega urejanja, kot je CRISPR, na primer omogoča natančne reze in vstavke v DNK posameznih organizmov, s čimer lahko fizikalno preoblikujejo gene in spremenijo lastnosti, za katere so ti geni programirani. Nedavno so tudi ugotovili, da lahko s to tehniko pritrdijo genske pospeševalce na posamezne odseke DNK in se tem bistveno povečajo verjetnost, da se bodo ti geni podedovali v naslednjih generacijah.

Opisani učinek obeta zlasti velik napredek pri zdravljenju oziroma izkoreninjenju nekaterih trdovratnih in do zdaj neozdravljivih bolezni – tistih, ki so veljale za dedne. Prav tako so znanstveniki kmalu začeli raziskovati, kako tehniko izkoristiti za namene varovanja in ohranjanja zlasti ogroženih vrst.

Na Havajih, na primer, upajo, da bi lahko prav s to tehniko rešili ogroženo vrsto endemičnih ščinkavcev z latinskim imenom Drepanidinae. Med številnimi drugimi dejavniki te drobne ptičke ogroža zlasti ptičja malarija. Po mnenju znanstvenikov bi s tehniko genskih pospeševalcev lahko onesposobili komarje, ki prenašajo ta virus. S posegom v DNK bi »prevarali« komarjev imunski sistem, tako da bi ta že sam napadel parazit, ki povzroča malarijo.

To je drugačen princip, kot so ga uporabili pri spopadu s komarji, ki prenašajo virus zika. V primeru prenositeljev zike je podjetje Oxitec razvilo gensko modificirane komarje. Opremili so jih s »samouničevalnim« genom, ki povzroči, da potomci teh komarjev poginejo, še preden odrastejo. Čeprav so te komarje gensko preuredili, pa pri njih niso uporabili genskih pospeševalcev. Kljub temu bi lahko teoretično tudi z genskimi pospeševalci povzročili propad potomcev komarjev, ki prenašajo virus.

Genski pospeševalci proti škodljivcem

Nekateri raziskovalci že predlagajo, da bi z genskimi pospeševalci lahko iztrebili invazivne populacije miši in podgan na otokih, kjer uničujejo krajevne ekosisteme. Kako? Tako, da bi z genskim pospeševalcem zagotovili, da bi podgane in miši skotile samo samce, ne pa tudi samičk. Po istem načelu bi teoretično lahko iztrebili nezaželene komarje, ki prenašajo nevarne bolezni.

Tehnika genskih pospeševalcev torej obeta, da bi lahko rešili na tisoče življenj, ki jih vsako leto zahtevajo malarija in podobne hude bolezni, ki jih prenašajo komarji, da ne govorimo o zmanjšanju možnosti, da naši otroci ali vnuki podedujejo bolezen, ki je recimo pogubila njihove stare starše in se utegne znova pojaviti pri njih ali njihovih potomcih. Toda zakaj tehnika vzbuja čedalje več skrbi?

Kot je soditi po razpravi na kongresu na Havajih, pa tudi drugod, na primer na zasedanju Ameriške nacionalne akademije za znanost letos poleti, je razlog za zaskrbljenost predvsem njena učinkovitost. V najbolj agresivni obliki so genski pospeševalci sposobni povzročiti dokončne spremembe ne le pri posameznih organizmih, ampak kar pri celotnih vrstah. In za zdaj še ni znano, kako lahko to vpliva na okolje.

V odprtem pismu, namenjenem članom IUCN, so zato nekateri biologi in okoljski strokovnjaki izrazili pomisleke proti uporabi nove tehnike. »Upoštevaje očitne nevarnosti nepovratnega izpusta takih genocidnih genov v naravno okolje in moralne posledice takega dejanja, se zavzemamo za ustavitev vseh predlogov za uporabo tehnike genskih pospeševalcev, še zlasti pa nasprotujemo uporabi te tehnike v projektih za ohranjanje narave,« so zapisali ob havajskem kongresu.

Pomisleki

Na njihov poziv so se že odzvali nekateri znanstveniki.

»Velja poudariti, da ima tehnika genskih pospeševalcev različne oblike – nekatere so bolj in druge manj varne,« pravi Floyd Reed, profesor biologije na havajski univerzi. Njegov laboratorij sodeluje pri raziskavi o možnosti uporabe tehnike genskih pospeševalcev v sadnih mušicah, ki jo želijo razširiti še na komarje. Reed s sodelavci proučuje genski pojav t. i. poddominiranja, pri katerem bi lahko uporabili pospeševalce, ki bi jih bilo mogoče ustaviti, preden bi ušli izpod nadzora.

V takem sistemu je sposobnost neke lastnosti, da se pospešeno širi, odvisna od deleža populacije, ki bi jo s to tehniko obdelali. Obstajal bi prag pogostosti, ki bi ga morala neka lastnost najprej doseči in preseči, da bi se lahko razširila. Če bi jo nato, recimo, hoteli omejiti ali njeno pojavnost bistveno zmanjšati, bi to lahko dosegli tako, da bi v konkretno populacijo dodali dovolj »običajnih« osebkov, ki bi izničili učinek pospeševanja te lastnosti.

»Ko ljudje naletijo na omembo genskih pospeševalcev, je zelo pomembno, da vedo, da obstajajo različne vrste tehnik,« opozarja Reed. »Čeprav še vedno ne razumemo povratnih sistemov do podrobnosti, ne zagovarjam moratorija na raziskave in testiranja te tehnologije. Seveda pa je treba imeti urejena stroga pravila in soglasje javnosti.«

Nevarni so globalni pospeševalci

Drugačno pa je njegovo mnenje o tako imenovanih globalnih genskih pospeševalcih. »Z njimi je treba biti bistveno bolj previden, saj se lahko zgodi, da jih bo nemogoče ustaviti, če bodo ušli izpod nadzora. Zato je testiranje takih genskih pospeševalcev upravičeno zadržati, dokler ne bomo bolje razumeli, kakšni utegnejo biti vplivi na okolje.«

Še bolj previden je Kevin Esvelt, vodja skupine Sculpting Evolution na znamenitem Massachusetskem tehnološkem inštitutu, ki je sicer pionir te tehnike. »Pri laboratorijskem razvoju globalnega sistema genskih pospeševalcev, ki bi se lahko razširili po vsem svetu, je treba biti skrajno previden.«

Čeprav do zdaj še noben raziskovalec ni predlagal razvoja globalnega sistema genskih pospeševalcev za uporabo na otokih, je Esvelt na havajskem kongresu poudaril, da bi takemu predlogu močno nasprotoval. »O tehniki vemo še premalo, da bi jo bilo varno preizkušati. Edina izjema, ki bi dopustila uporabo že zdaj, bi bil primer, da bi svetu grozila epidemija izredne smrtonosne bolezni, ki bi jo morali kar najhitreje ustaviti,« meni Esvelt.

Je ob nespornem dejstvu, da uporaba tehnike utegne številnim rešiti življenje, pa tudi obvarovati nekatere vrste organizmov pred propadom, moratorij na nadaljnje raziskave utemeljen? Da, menijo zagovorniki in poudarjajo, da je najprej treba poskrbeti za zakonsko ureditev takih raziskav.

»Te še nimamo,« poudarja Esvelt. »Potrebujemo jo, potrebujemo pa tudi javni dialog,« še meni. Preglednost je namreč pri tovrstni tehnologiji nujna. Znanost, vsaj ne znanost te vrste, ne more več potekati za zaprtimi vrati laboratorijev. Tisti, ki raziskujejo genske pospeševalce, bi morali vnaprej predstaviti svoje projekte javnosti in v primeru, da so možni učinki v okolju, dobiti soglasje lokalne skupnosti, je bilo slišati na kongresu IUCN.

»Prepričan sem, da je še prezgodaj, da bi IUCN podprla ali spodbujala te raziskave. Ni pa prezgodaj za razpravo, ali, kdaj in kako spreminjati naše skupno okolje. Zakaj? Ker se končno učimo jezika narave. Z dovolj sodelovanja in ponižnosti ga utegnemo celo modro uporabiti,« pravi Esvelt, ki je sporno tehniko genskih pospeševalcev prvi razvil in se zato čuti moralno odgovornega, da opozori na njene nevarnosti.