Симбиоз человека и генетикиРазрыв страницы 

…Первые мысли 

За последние несколько десятилетий наука продвинулась вперед больше, чем когда-либо в истории человечества. Исходя из закона Мура, этот взрывной рост будет ускоряться в ближайшие десятилетия. Суперкомпьютеры достигнут зетта-, а затем и йоттафлопной производительности. Мы сможем создать интерфейс мозг-компьютер. С помощью нейронных имплантатов мы, возможно, сможем создавать компьютерные симуляции мозга, фактически подготавливая его к загрузке в компьютерные гнезда. Кроме того, нанотехнологии приведут к прорыву в вычислениях и в управлении материей от атома к атому. Это приведет к созданию более совершенного искусственного интеллекта, что ускорит прогресс во всех областях, включая предсказуемость характера генетической модификации. С дальнейшим развитием ветви проекта генома человека, в будущем мы будем конструировать синтетических людей в лаборатории. Мы будем выращивать эмбрионы в искусственных матках, манипулировать их ДНК и заранее определять их характеристики. Все это, конечно, приведет к серьезным изменениям в медицине. Будут созданы геномные хранилища для хранения и анализа образцов ДНК нашего населения. 

В следующих главах я буду обсуждать будущие аспекты генетики, геномики и генной инженерии, эпоху, когда люди не только будут знать, что ДНК - это код, который делает каждого человека своим, но и сознательно использовать его для проектирования жизни. 

 

 

Проблема номер ноль - ответ на этический вопрос 

Одной из проблем генной инженерии и экспериментов по генетическим манипуляциям является их довольно непредсказуемый характер. В связи с этим возник ряд этических вопросов, связанных с экспериментами, которые были решены только тогда, когда технология позволила провести точное компьютерное моделирование. Здесь, в случае с человеком, модель должна, прежде всего, включать все детали физиологии человека, включая значения, связанные с жидкостями организма, кровообращением, электролитами, гормонами, метаболизмом и температурой тела. 

Благодаря экспоненциальному прогрессу в биоинформатике, стало возможным ускорить внедрение генных модификаций путем имитации их воздействия на виртуальных людей, после создания виртуальной модели экспрессии генов в человеческом организме.  

Инвентаризация 

Одним из первых шагов стал масштабный проект по картированию всего генома человека вплоть до нуклеотидного уровня и идентификации всех генов в нем. В результате было определено все генетическое содержание ооцита и сперматозоида, т.е. 23 пары хромосом и 3 миллиарда пар оснований. 

Синтетический геном человека 

Несколько групп ученых экспериментировали с созданием искусственных форм жизни с начала века. Первой такой формой жизни был вид бактерий, генетический код которых был помещен внутрь пустой клетки, что позволило клетке создавать белки и производить новые клетки. Это, конечно, было только начало.  

Целью было развитие геномики, терапии и, прежде всего, диагностики. С одной стороны, прийти к состоянию, когда мы могли бы по координатам определять наличие болезни в собственной ДНК. С другой стороны, создать полностью синтетический геном человека. 

Вначале это проявилось в трансгуманном виде. Спортсмены с тех пор только синтезируют тестостерон, используя дополнительные гормоны для достижения лучших результатов. Позже они использовали генетическую терапию. Но те, кто хотел большего, могли получить его с помощью генной терапии. В качестве примеров можно привести персонализированное секвенирование ДНК, возможности машинного инжиниринга. CRISPR, или умная доставка лекарств. 

За несколько десятилетий работы мы пришли к пониманию того, как можно манипулировать биологическими системами, и начинаем использовать знания искусственного синтеза в медицине и даже в сельском хозяйстве и энергетике. В медицине одним из таких применений является выращивание органов, или даже создание противораковых клеток, или, возможно, клеток, вырабатывающих иммунитет к вирусам.  

Следующий большой шаг - это создание полностью синтетических людей и выращивание их в искусственных матках в лаборатории. 

Генетическая модификация эмбрионов 

Генная инженерия - еще один ключ к контролируемому развитию человека. Усовершенствованные искусственные пчелы и обширные знания о ДНК позволяют создавать дизайнерских детей. Основная задача - манипулировать ДНК зиготы таким образом, чтобы определенные гены, несущие, например, определенный риск врожденного заболевания, были изменены, в результате чего шансы на здоровье увеличиваются. Кроме того, в эмбрионе могут быть запрограммированы лучшие наследственные внешние физические характеристики, а также манипуляции с мозгом, которые предполагают предопределение интеллекта ребенка. 

Эктогенез 

Эктогенез - это выращивание эмбрионов млекопитающих в искусственной среде. 

Ключевым инструментом для этого является искусственная матка. Для этого необходима внешняя стенка или камера, в которую можно имплантировать эмбрион и защитить его во время роста.  Искусственной матке необходим синтетический запас амниотической жидкости и возможность обмена кислородом и питательными веществами, своего рода экстракорпоральная мембранная оксигенация. 

С распространением использования этой технологии в обществе произошли большие изменения. Беременность, которая раньше была рискованным и болезненным процессом, теперь стала контролируемым и полностью определенным процессом. На протяжении всех девяти месяцев за ним можно наблюдать с помощью аппаратов и датчиков, при этом развивающийся плод находится в симулированной среде, соответствующей действиям матери, например, воспроизведению звуков или введению гормонов. Таким образом, может развиваться связь плода, как и при естественной беременности. Следствием этого является то, что женщинам не приходится отказываться от карьеры или образа жизни, к которому они привыкли за всю свою жизнь. Это также позволило завести ребенка в тех случаях, когда женщине ранее была сделана гистерэктомия или когда риск беременности был бы слишком высок из-за определенных заболеваний. Другим положительным аспектом является то, что плоды, обреченные на аборт, теперь могут быть спасены для усыновления другими парами. 

Геномные банки 

В странах существуют так называемые геномные банки, которые по сути являются информационными системами, хранящими генетические образцы их жителей. Это может быть полезно в первую очередь для целей общественного здравоохранения, а также для более эффективного наблюдения за иммиграцией, национальной безопасностью и преступностью.  

Благодаря геномной информации исследователи могут более эффективно использовать свое время и ресурсы, а врачи - более эффективно лечить пациентов. Кроме того, медицинские учебные заведения могут использовать эти данные, чтобы помочь студентам сделать более точный анализ и стать лучшими специалистами. 

Кроме того, имплантаты, встроенные в человека, могут ускорить оказание медицинской помощи. Запрограммированные устройства могут немедленно уведомить больницу, если пациент нуждается в уходе, особенно если он находится без сознания или не может общаться из-за другого заболевания. 

Медицина 

Человеческий организм является сложной адаптивной системой, и одно из его свойств заключается в том, что, рассматривая отдельные его компоненты, мы обнаруживаем, что они взаимосвязаны. Болезни возникают аналогичным образом, а не по отдельности. Благодаря передовой геномике мы теперь можем использовать GPS-координаты для анализа генома человека, чтобы определить наличие у него определенных патологий. На практике анализ генома человека позволил смоделировать болезни на уровне популяции и трансформировать здравоохранение от лечения к профилактике. Следовательно, все население может воспользоваться богатством информации. Сейчас врачи тратят много времени на проверку результатов секвенирования генома своих пациентов и на основании этого дают советы или даже целенаправленное медикаментозное лечение для предотвращения развития прогнозируемого заболевания. 

 

 

…Заключение 

Наука и техника являются наиболее обновляющими и преобразующими факторами в жизни человека. Генетика, геномика и генетические манипуляции станут одними из самых важных и влиятельных технологий 21 века. Медицина станет гораздо более сознательной, гораздо более профилактической. Это также станет решением таких проблем, как стремление женщин сделать карьеру или даже сделать аборт. Это также поможет нам снизить уровень преступности благодаря обширному генетическому учету. Важно также отметить, что люди смогут взять свою эволюцию в свои руки и, таким образом, создать лучшее будущее для своих потомков путем ответственного выбора. Придется сделать серьезный выбор в этических и моральных вопросах. Будущее человечества - это общая ответственность, но что несомненно, так это то, что все человечество проведет в нем свою жизнь, продолжая, наслаждаясь или страдая от наследия своих предшественников. 

И, по словам Стивена Хокинга, „Science is not only a disciple of reason, but, also,one of romance and passion.” 

 

 

 

Балинт Бакк