OTKRIĆA

SVE SAVRŠENIJI METODI INTERVENCIJA NA GENIMA OTVARAJU PROSTOR ZA NEDOZVOLJENE MANIPULACIJE

Sve značajnija otkrića u oblasti genetike, ništa manje značajna od onih koje smo postigli u otkrivanju Univerzuma, pružaju uvid u nadragocenije tajne života, u misteriozni mikrosvet gde se kriju svi podaci o našim naslednim osobinama.

Proučavanje genetskog materijala omogućiće da proizvedemo nove, mnogo efikasnije lekove, da na vreme otklonimo uzroke pojedinih naslednih bolesti i stvorimo otpornije organizme, ali samo pod uslovom da ne pređemo dozvoljene granice i izbegnemo opasne eksperimente.

Krug i osmica

Sve je počelo čuvenom rečenicom: “otkrili smo tajnu života” koju je izgovorio britanski fizičar Frensis Krik kada je, zajedno sa američkim biologom Džejmsom Votsonom, osmislio prvi model strukture DNK. Model je imao oblik dvostruke spirale i predstavljao je molekul zadužen za čuvanje, prenošenje i ispoljavanje naslednih osobina svakoga od nas. Bilo je to 28. februara 1953. g. kada su dvojica naučnika otkrila tajnu koja je godinama zaokupljala maštu mnogih stručnjaka. Danas je ovaj model prevaziđen, konstruisan pomoću obične žice i kartona, ali predstavlja osnovu i podstrek za nova istraživanja o strukturi molekula, koja svakog dana izgleda sve složenija.

Prema najnovijim saznanjima, DNK može da se javi u bezbroj oblika, a jedna grupa istraživača sa Medicinskog koledža Bejlor, u Hjustonu i sa Univerziteta u Lidsu, upravo je počela da ih svrstava u neku vrstu “atlasa”. Zahvaljujući sofisticiranoj tehnici snimanja, nazvanoj krioelektronična tomografija, i simulacijama na super kompjuteru, proučavali su male, zatvorene sekvence DNK, čiji su krajevi povezani tako da molekul obrazuje prsten, i otkrili da su ova mikro-kola podložna raznim izvijanjima i pregibima. Mada je dvostruka spirala jedan od najpoznatijih načina predstavljanja DNK, ovaj veoma dugačak molekul može takođe da bude savijen u krug ili da obrazuje osmicu. Zavisno od potrebe da se “spakuje” na veoma malom prostoru u jezgru ćelije, njegovi navoji su na mestima koja se manje koriste zbijeniji, dok su u značajnijim zonama širi.

Nova saznanja

Mogućnost da posmatramo ova mikro-kola dozvoljava da analiziramo različite biološki aktivne strukture DNK. Svaka od njih omogućuje međusobne reakcije sa proteinima, sa ostalim molekulima DNK, ili sa lekovima protiv raka, prilagođavajući ćeliju željenom procesu. Znači da bi u budućnosti, zavisno od svoje molekularne građe, DNK mogla da bude meta nove generacije lekova, sposobnih da se orijentišu među prevojima molekula, kako bi precizno delovali u ključnim tačkama.

Još od šezdesetih godina prošlog veka znamo da se DNK svih živih bića, od algi do kitova, sastoji od dugačkog niza instrukcija, kodiranih sa samo četiri slova, A, T, C i G, inicijala azotnih baza adenina, timina, citozina i guanina, koje sačinjavaju njene sastavne delove. Ove instrukcije koje se smenjuju u različitim kombinacijama, služe za gradnju proteina, molekula određenih da garantuju integritet ćelija i regulišu njihove funkcije. Nedavno su američki biolozi sa Instituta u La Džoli, u Kaliforniji, najavili da su uspeli da u laboratoriji stvore dve veštačke baze DNK, sposobne da uđu u ćeliju i ponašaju se kao i četiri prirodne. Naznačene slovima Dž i Y, služiće za ispisivanje novih kodova koji do sada nisu postojali u prirodi.

Nova slova ubačena su u DNK obične bakterije Esherichie coli koja je, osim što ih je prihvatila, ponavljala ova slova i u sledećim generacijama. Kako bi postigli ovaj rezultat, istraživači su izmenili DNK bakterije i podstakli je da stvara noseći protein koji pomaže novim slovima da se ugrade u određeni deo genoma. Ovaj genetički trojanski konj omogućio je da nove baze izmaknu kontroli nekih specijalizovanih molekula “policajaca”, čii je zadatak da odstrane eventualne greške u lancu DNK. Stvaranje ovog prvog živog veštačkog organizma pruža mogućnost za fabrikovanje potpuno novih bakterijskih oblika života, sposobnih da rade ono što mi želimo, na primer, da proizvode biološko gorivo.

Tehnike budućnosti

Naučnici ubrzano rade na usavršavanju nove tehnologije reprogramiranja DNK, nazvane Crispr-Cas9, sposobne da na željeni način promeni ispoljavanje specifičnih gena. Grupa američkih naučnika sa Berkli univerziteta uspela je, na primer, da primenom ovog metoda smanji nivo holesterola u grupi laboratorijskih miševa. Tehnologija Crispr-Cas9 deluje na principu “bioloških makaza” i služi za presecanje spirale DNK u željenoj tački i zamenu jednog njenog dela, kako bi se selektivno blokirao određeni gen. Ova tehnika je posebno značajna kako bismo uspeli potpuno da shvatimo uloge određenih delova DNK i utvrdimo na koji način mutacije na bazi genetskih poremećaja prouzrokuju promenu fizioloških funkcija u ćelijama.

Ovaj postupak koji omogućuje da se istovremeno primenjuje više genetskih intervencija već se koristi u laboratorijama širom sveta. Neki su se usredsredili na reprogramiranje matičnih ćelija, kako bi ih kasnije upotrebili u regenerativne svrhe, dok drugi pokušavaju da promene bela krvna zrnca i primene ih u lečenju obolelih koji su zaraženi virusom SIDE. Najsmelija je kineska genetičarka Ksingsu Huang, sa Univerziteta u Nanđingu, koja je promenila neka svojstva genoma majmuna Macaca fascicularis i ovako izmenjen genom prenela na embrion “in vivo”, u početnom stadijumu razvoja. Od 83 pokušaja presađivanja deset je urodilo plodom, ali se bar polovina završila spontanim pobačajem, a kod novorođenih mladunaca nisu sve ćelije zadržale željene promene. Mada su u reviji “Nauka” rad ove naučnice proglasili jednim od najvažnijih otkrića 2013. godine, mnogi sumnjaju u stvaran uspeh ovih eksperimenata.

Kad je reč o čoveku, osim mogućih bioloških rizika, postoji i ozbiljna etička dilema. Mada metod Crispr-Cas9 omogućuje da direktno utičemo na DNK i popravljamo njene “pogrešne” sekvence koje su uzročnici naslednih bolesti, mogli bismo ga, isto tako, jednog dana upotrebiti da “oblikujemo” embrion začet “in vitro” i da mu prenesemo osobine kakve želimo da ima buduće novorođenče. Ovo pruža pomalo zastrašujuću sliku budućeg sveta nastanjenog nekakvim superljudima i decom napravljenom po meri, koju bi sebi mogli da priušte samo oni najbogatiji.

Zbog toga se naučnici širom sveta trude da preduzmu neophodne mere kako bi se izbegla opasnost od zloupotrebe manipulacija na genima i odredile granice dozvoljenog. Desetak nacija upisanih na listu koja ne uključuje Sjedinjene Države, zabranile su eksperimente zasnovane na intervencijama na DNK. Evropska Konvencija za ljudska prava smatra da bi svaka interevencija na genetskom nasleđu, koja nema medicinskog opravdanja, predstavljala atak na ljudsko dostojanstvo.

Kako bi zaustavila ovu opasnost, grupa naučnika pod vođstvom Edvarda Lanfijera, predsednika Udruženja za regenerativnu medicinu, objavila je u časopisu “Nauka” članak u kome traži da se uvede međunarodna zabrana za primenu reprogramiranja DNK. Istovremeno upućuje apel svim kolegama da odlučno odbiju genetske modifikacije embriona, makar samo u naučne svrhe.

Pripremila: Slobodanka Jovičić

Genetski rečnik

Hromozomi su strukture koje nose nasledne osobine neke vrste i mogu se videti u ćelijskom jezgru, pod mikroskopom. Broj hromozoma u jezgru ćelije pojedinih biljnih i životinjskih vrsta je uvek isti. Čovek, na primer, ima 46 hromozoma.

Nasledne osobine su sve ono što se u nekom organizmu, bar delimično, prenosi sa roditelja na decu i naredne generacije.

Gen je nasledna jedinica prisutna na određenom i utvrđenom mestu u nekom hromozomu. Kao nosilac naslednih osobina može biti podložan hemijskim i strukturalnim promenama, poznatim pod nazivom “mutacije”, koje mogu nastati spontano, ili pod dejstvom hemijskih, fizičkih ili virusnih faktora.

DNK je skup gena prisutnih u hromozomima ćelija u organizmu. Služi za čuvanje, prenošenje i ispoljavanje naslednih osobina. Dužina njenog lanca, kada se potpuno razmota, iznosi oko metar.

Genom predstavlja specifičnu DNK svake pojedine vrste.

Genska terapija je lečenje neke genetske bolesti pomoću korigovanja promene u genomu ćelija organizma.