הגנום האנושי סינתטי: למה זה חשוב

זה כמו דברים של מדע בדיוני.

אתחול המחשב. בחר את התכונות שאתה רוצה - אולי עיניים חומות או יכולת מוסיקלית או התנגדות לסרטן.

פרסומת פרסומת

לחץ על התחל.

מכונה במעבדה שלך ואז מתחיל להרכיב את אבני הבניין הכימיים של ה- DNA.

בסופו של דבר, יהיה לך את הקוד הגנטי כולו - או גנום - צורך ליצור אדם שתוכנן לפי המפרט המדויק שלך.

תרחיש זה אינו אפשרי כעת, אך קבוצת מדענים מקווים להפוך אותו למציאות - או לפחות מבחינה טכנית - בתוך 10 שנים.

חלק מהמבקרים חוששים טכנולוגיה זו עלולה להוביל לתינוקות מעצב או superhumans גנטית.

פרסומת פרסומת

אבל קבוצת החוקרים אומרת שהתוכניות שלהם פחות פנטסטיות, אם כי בדיוק כמו שינוי המשחק לתחום ההנדסה הגנטית.

קרא עוד: מה זה Genomics?

כתיבה של הגנום האנושי יותר זול

הגנום האנושי מורכב מארבע יחידות כימיות - נוקליאוטידים - המהוות את הקוד הגנטי של הדנ"א והגנים שלנו.

הסדר הספציפי של הנוקליאוטידים קובע כיצד גופנו נראה ופועל - למרות שלתנאים סביבתיים יש גם השפעה.

וריאציות בקוד הגנטי יכולות להוביל למחלות כמו מחלת טיי-זקס, סיסטיק פיברוזיס ואפילו עיוורון צבעים. שינוי החלקים האלה של הגנום יכול לרפא מחלות אלה.

>>>>> מדענים כבר יש את היכולת לסנתז, או "לכתוב" קטעי DNA מן נוקליאוטידים.

זה נעשה עם חיידקים, וירוסים ושמרים. ואפילו קטעים קצרים יותר של הדנ"א האנושי.

אבל לא מספיק מהר או זול מספיק כדי לסנתז את 3 מיליארד זוגות הבסיס המרכיבים את הגנום האנושי כולו.

פרסומת

החוקרים מקווים שהפרויקט החדש יספק את אותו סוג של דחיפה טכנולוגית לדנ"א "כתיבה" שעשה פרויקט הגנום האנושי עבור "קריאת" המבנה הגנטי שלנו.

"המטרה העיקרית של HGP-Write היא להפחית את עלויות ההנדסה והבדיקות של גנומים גדולים בקווים של תאים (למעלה מ -1,000 ל -100 מיליארד זוגות בסיסיים) בקווים של תאים ב -1,000 עותקים בתוך 10 שנים", כתבה הקבוצה 2 ביוני בכתב העת Science.

פרסומת פרסומת

זה יכלול לא רק את הגנום האנושי, אלא גם אורגניזמים אחרים החשובים לחקלאות, בריאות הציבור ויישומים רפואיים.

קרא עוד: מדענים יכולים עכשיו לערוך את הגנום שלך מכתב אחד בכל פעם »

אתגרים כדי לעשות את זה עבודה

אחד האתגרים של ביצוע עבודה זו הפרויקט הוא מקבל את הגנום הושלמה, או חלק הגנום, לתוך תא המארח. מארח זה יכול להיות תא יונקים או אורגניזם אחר כמו החיידקים

E.coli. פרסומת

בניית גנום מאפס היא גם שונה בהרבה משינוי הגנום הקיים - משהו שניתן לעשות עכשיו עם טכנולוגיות כמו CRISPR / Cas9.

מדענים יצטרכו לעצב את הגנום כך שהוא שומר על התא עובד באופן תקין. זה עשוי להיעזר על ידי שימוש בתוכנות מחשב. אחד השחקנים המרכזיים בפרויקט הוא חברת התוכנה אוטודסק.

פרסומת פרסומת

אבל חשוב יותר הוא ידרוש הבנה טובה יותר של מה כל חלק של הגנום עושה, ומדענים רק מתחילים לגרד את פני השטח.

הקבוצה מקווה, עם זאת, כי "למידה על ידי" הגישה יסייע להם להתקדם בתחום זה.

"אתה יודע את כל החלקים הדרושים [לעשות כרומוזום], אז אתה לוקח את החלקים האלה ולבנות אותו מחדש. אם זה פונקציונלי, אתה רואה שאתה צודק ", אומר ד"ר טורסטן וולדינגהאוס, דוקטור למיקרוביולוגיה סינתטית במרכז LOEWE למיקרוביולוגיה סינטטית בגרמניה, שאינו מעורב בפרויקט.

כפי שקרה עם פרויקט הגנום האנושי הראשון, טכנולוגיות חדשות יצטרכו להתפתח לאורך הדרך כדי להאיץ את תהליך הכתיבה. וכדי לעשות את זה זול יותר.

החוקרים יתחילו לכתוב קטעים קטנים יותר של הגנום ולעבוד עד חתיכות ארוכות יותר. זה יהיה בסופו של דבר יש יתרונות spillover.

"מוצרים מוחשיים עשויים להיות איטיים בהתחלה, אך בכתיבת דנ"א בזול יותר ובמידה רבה יעשו את החוקרים יעילים ומקיפים יותר בעבודתם ויביאו לפוטנציאל כמעט בלתי מוגבל למוצרים עקיפים", אומרת דניאל טולמן ארצ'יק, Ph. ד ', מהנדס ביוכימי מאוניברסיטת קליפורניה בברקלי, סיפר ל- Scientific American.

קרא עוד: גנומיקה מול גנטיקה - מבט מקרוב »

שימושים עבור הגנום האנושי סינתטי

יישומים אפשריים שיכולים לצאת מתוך הפרויקט הזה נע בין נורמלי יחסית מפוקפק מבחינה אתית.

אחד מפרויקטי הטייס הללו הוא יצירת תאי "אולטרה-שטף" העמידים בפני וירוסים וסרטן.

אלה יכולים להיות בצורת תאי גזע. אלה כבר נבדקים כטיפול בתנאים כמו דלקת מפרקים שגרונית ומחלות ריאה.

תאי גזע פועלים לטיפול במחלות משום שהם יכולים להתרבות במהירות. אבל זה גם תכונה של תאים סרטניים. אחד החששות המתמשכים על טיפול בתאי גזע הוא שתאי הגזע יהפכו לסרטניים.

זה יכול להיות נמנע על ידי תכנון תאי גזע עם גנום סינתטי כי הוא פחות סיכוי מוטציה ולגרום לסרטן. <<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<

גנום סינתטי יכול לשמש גם כדי לשנות את הגנום של בעל חיים אחר. אורגנים מחזיר "אנושי" יכולים להיות מתאימים יותר להשתלה לאנשים - פחות סביר שיידחו על ידי המערכת החיסונית של האדם.

פרויקט טייס אחד אפילו קורא ליצירת "גנום התייחסות", הכולל את הגרסאות הנפוצות ביותר של כל הגנים.

זה יכול לשמש כדי לבדוק וריאציות גן אחד אחד כדי לראות איך הם משפיעים על הפונקציה של הגוף או התפתחות של מחלה. "אתה יכול להשתמש ברעף ריק זה, ביוגורט הפשוט של האנושות, כדי להימלט בגנים השונים ולברר", אמר ג'ורג 'צ'רץ', פרופסור לפילוסופיה גנטית באוניברסיטת הרווארד, לניו-סיינטיסט.

קרא עוד: טיפול בתאי גזע עבור דלקת מפרקים שגרונית>

עלות גבוהה של הגנום הסינתטי

הקבוצה מקווה להשיק את הפרויקט שלהם מאוחר יותר השנה עם 100 מיליון דולר במימון מ "הציבור, פרטית, פילנתרופית, בתעשייה, מקורות אקדמיים מרחבי העולם. "

ד"ר. פרנסיס ס 'קולינס, מנהל המכון הלאומי לבריאות (NIH), אמר כי ה- NIH, אחד מסוכנויות המימון הגדולות בארה"ב, אינו מתכוון לממן פרויקט מסוג זה בשלב זה.

בהצהרה, קולינס אמר כי "NIH" לא נחשב הזמן להיות צודק למימון פרויקט בקנה מידה גדול בקנה מידה הייצור "כמו זה המוצע. העלות הכוללת לפרויקט של 10 שנים צפויה להיות ענקית, אך הקבוצה צופה כי היא תעלה פחות מ -3 מיליארד דולר שהושקעו בפרויקט הגנום האנושי הראשון.

חלק מהחוקרים סיפרו לטבע שהפרויקט מרכז את המאמצים שכבר עושים בחברות העוסקות בתחום זה.

מבקרים אחרים תוהים אם היתרונות המוצהרים של הקבוצה מצדיקים את העלות.

"אני חושב לפתח את הכלים לעשות רצפים גנטיים גדולים היא מטרה אנושית חשובה. יצירת גנום חדש לחלוטין - זה סוג אחר של פרויקט ", אמר לורי זולות, דוקטור ביו-אתיקאי באוניברסיטת נורת'ווסטרן.

בניסיון להפיג את החששות כי מדענים יצרו גזע חדש של superhumans, המנהיג של הקבוצה אמר ל- American American כי תאים המכילים גנום סינתטי יהיה מתוכנן כך שאם אחד הוא אי פעם גדל אדם מלא, הוא זכה " לא יוכל להתרבות. "אנחנו לא מנסים ליצור צבא של שיבוטים או להתחיל עידן חדש של אאוגניקה", אמר ג'ף בוקי, דוקטור לביולוגיה סינתטית במרכז הרפואי של אוניברסיטת ניו-יורק. "זאת לא התוכנית. "