Ihmiset ovat aina halunneet kertoa tulevaisuudesta muinaisista muulimiehistä Wall Streetin pörssikorjauksiin. Kyky on sanomattakin selvää, että se on enimmäkseen yliarvioitu.
Mutta entä jos olisi olemassa tapa, jolla voisit todella kertoa tulevaisuudesta? Entä jos voisimme myös tehdä tietyn lopputuloksen todennäköisemmäksi, jopa varmaksi? Geenikäyttöön kutsuttu uusi tekniikka tarjoaa juuri tällaisen mahdollisuuden suosia tiettyjä piirteitä tulevissa kasveissa ja eläimissä - lisätä maatalouden tuotantoa, vähentää tartuntatautien leviämisriskiä tai jotain sellaista, jota emme ole vielä kuvitelleet. Jotkut ovat todellakin jo ehdottaneet geenien käyttöä tiettyjen hyttysten poistamiseksi, jotka voivat levittää Zikaa, malariaa ja muita vaivoja. Mutta onko se hyvä idea? Kuinka meidän pitäisi miettiä tällaisen tekniikan käyttämistä tavoilla, jotka ennakoivat ja punnitsevat sen hyötyjä ja haittoja nykyisille ja tuleville sukupolville?
Kuluneen vuoden aikana kansallisten tiede-, tekniikka- ja lääketieteellisten akatemioiden komitea käsitteli näitä kysymyksiä kansallisten terveysinstituuttien ja NIH-säätiön pyynnöstä. Viime kuussa komitea, jonka puheenjohtajana toimin yhdessä Vanderbiltin yliopiston lääketieteellisen keskuksen biolääketieteen ja yhteiskunnan keskuksen Elizabeth Heitmanin kanssa, julkaisi raporttinsa - ”Gene Drives on the Horizon: Tutkimuksen edistäminen, epävarmuuden selaus ja tutkimuksen yhdenmukaistaminen julkisen kanssa Arvot. ”Joten mitä me päätelimme? Pääsen siihen hetkessä, mutta ensin tieteen oppitunnin.
Geeniasennustekniikan avulla tutkijat voivat muuttaa seksuaalisen lisääntymisen perinnöllisyyden normaaleja sääntöjä - mahdollisuuksien mukaan - kertoimia. Geenien käytön avulla voimme parantaa merkittävästi mahdollisuuksia (luonnon 50-50 kertoimella useimmissa sukupuolistoa lisäävissä lajeissa) tietyn geenin siirtymisestä jälkeläisille. Geenikäyttöteknologia yhdistää muuttuneen geneettisen ominaisuuden, kuten uroksen tuottamisen, lisääntyneellä todennäköisyydellä, että ominaisuus kulkee läpi koko populaation.
Tämä on uusi työkalu vakiintuneeseen harjoitteluun. Perintö on alue, jolla ihmiset panostavat paljon tulevien tulosten hallintaan. Kasvattajat voivat työskennellä vuosien tai vuosikymmenien ajan varmistaakseen, että sellaiset merkit kuin kasvin siemenkoko tai hevosen vahvuus tai nopeus kulkevat ennustettavasti sukupolvelta toiselle. Kuinka ennustettavasti? No, historian aikana "hyvän kasvattamisen" ydin on halutun piirteen siirtäminen sukupolvien välillä mahdollisimman luotettavaksi.
Ainoastaan 1800-luvun lopulla itävaltalaisen munkin Gregor Mendelin kokeet hernekasveilla herättivät mahdollisuutta, että ominaisuuksien siirtäminen sukupolvien välillä voi siirtyä parhaiden käytäntöjen tai jopa parhaiden arvausten ulkopuolelle. Mendel osoitti, että ainakin joidenkin vanhempien piirteiden suhteen hän pystyi ennustamaan keskimääräisen esiintymistiheyden jälkeläisissä. Esimerkiksi, jos sukupuolisesti lisääntyvän lajin emokasveilla olisi punaisia kukkia tai keltaisia siemeniä, voidaan olettaa, että puolella kaikista jälkeläisistä olisi punaisia kukkia tai keltaisia siemeniä. Se oli merkittävä edistysaskel. Mendelin tulokset olivat 1900-luvun alkupuolella keskeisiä oivalluksia, jotka johtivat genetiikan tieteeseen.
Geneetikot pyrkivät paljastamaan perimissäännöt ymmärtämällä prosesseja, jotka yhdistävät yksilön DNA: n tai genotyypin tietyn ominaisuuden, kehittyvän organismin tai aikuisen fenotyypin ilmentymiseen. Tämä vaatii tuloksen hallitsevien molekyyli- ja ympäristömuuttujien ymmärtämistä, kuten uros- tai naispuolisten jälkeläisten saamista. Tiedämme, että useimmissa kahden sukupuolen lajeissa voidaan odottaa keskimäärin jälkeläisten sukupolvessa olevan noin puolet uroksista ja puolet naaraista. Tämä on perinnön perussääntö - puuttuvilla voimilla, kuten geenimutaatiolla tai luonnollisella valinnalla, monien piirteiden taajuus jälkeläissukupolvessa on yhtä suuri kuin vanhempien sukupolven. Mutta entä jos sinulla olisi tekniikka muuttaa tätä perussääntöä ja saada aikaan jälkeläisten sukupolven suhde miehillä 60:40 naisilla tai 70:30 tai jopa 99: 1?
Geenikäyttötekniikka avaa tällaisia mahdollisuuksia. Geeniajoneuvo voitaisiin suunnitella lisäämään todennäköisyyttä, että naaras tuottaa miehiä toisin kuin naaraat. Lisäksi kunkin sukupolven siirtyessä miehien osuus väestöstä kasvaa, kun piirre "kulkee" väestön läpi - tulevaisuus tulee varmemmaksi. Äärimmäisissä tapauksissa suuri osa tai koko populaatio voi tulla miehiksi, ja sukupuolisesti lisääntyvällä lailla seurauksena on tietysti populaation vähentyminen tai häviäminen tai jopa lajin sukupuutto.
Mutta pitäisikö geenien käyttöä muuttaa populaation kokoa, ehkä sukupuuttoon? Lisäksi geenien ohjaamilla modifioiduilla organismeilla on lupaus parantaa ihmisten terveyttä ja maatalouden tuottavuutta, suojella muita lajeja ja edistää perustutkimusta. Kuvittele malariaa kantavan hyttyslajin poistaminen.
Geenien ohjaamiin muunnettujen organismien vapauttamiseen luonnollisissa ekosysteemeissä on kuitenkin mahdollista haittapuolia. Kuinka meidän tulisi harkita tällaisen geeniajovoiman käyttöä? Mitä meidän tulisi harkita, ennen kuin päätetään käyttää sitä?
NIH-komitean kesäkuussa julkaistussa raportissa kiinnitetään paljon huomiota vastuulliseen tieteeseen ja tarpeeseen jatkuvasti arvioida ja arvioida sosiaalisia, ympäristöllisiä, lainsäädännöllisiä ja eettisiä näkökohtia geenien käytöstä muunnettujen organismien vapauttamiseksi ympäristöön. Jokainen tutkimuksen ja käyttöönoton vaihe, korostamme, perustuu yksilöiden ja yhteisöjen arvoihin. Julkinen sitoutuminen näiden arvojen paljastamiseen ja ymmärtämiseen ei voi olla jälkikäteen. Geeniajoneuvoilla muunnettujen organismien tutkimuksen hallinnan tulisi alkaa tutkijan henkilökohtaisella vastuulla ja ulottua sieltä tutkimuslaitoksille ja sääntelijöille. Mutta mitkä sääntelijät: osavaltio, liittovaltio, globaali? Loppujen lopuksi, geenin ohjaamalla muunnettu organismi on vapautumisen jälkeen suunniteltu leviämään. Yksityisen omaisuuden, valtioiden tai maiden rajat eivät ole hajoamisen esteitä. Raportin keskeinen viesti on:
"Tällä hetkellä ei ole saatavilla riittävästi todisteita geenien ohjaamien muunnettujen organismien vapautumisesta ympäristöön. Geeniajoneuvojen potentiaaliset hyödyt perus- ja soveltuvalle tutkimukselle ovat kuitenkin merkittävät ja oikeuttavat laboratoriotutkimuksen ja erittäin kontrolloitujen kenttäkokeiden jatkamisen. ."
Jotkut puutteet ymmärtäessä geenien käytön tekniikan vaikutuksia sisältävät ekologiset ja evoluutioprosessit luonnollisissa ekosysteemeissä. Jos vähennämme tai jopa eliminoimme hyönteisten kaltaisia lajeja, jotka välittävät ihmisiä tartuttavan patogeenin, mitä tämä tarkoittaa ekosysteemin vakaudelle? Esimerkiksi tämä toiminta voi sitten avata mahdollisuuden yhdelle tai useammalle lisää hyönteislajeille, jotka välittävät vielä vähemmän toivottavia tartuntatauteja, vahvistaa tai kasvaa.
Komitean suunnitelma eteenpäin siirtymiseksi sisältää asteittaisen testauskehyksen, joka ulottuu laboratoriokehityksestä kentällä tapahtuvaan vapauttamiseen ja geenin ajamisella muunnettujen organismien seurantaan. Suosittelemme ekologisten riskien arviointia menetelmäksi kvantifioida, kuinka tietty muutos tai muutokset ympäristössä vaikuttavat yhteiskunnan kannalta arvokkaisiin asioihin, kuten veden laatu, tai mahdollisuus, että epätoivotut tuholaislajit, jotka välittävät tarttuvan patogeenin, saattavat osoittautua.
Perintöjen tulevaisuuden hallinta kokonaisten populaatioiden ja lajien välillä on voimakas tieteellinen edistysaskel, jota on vaikea yliarvioida. Ja kuten usein tapahtuu, on olemassa tieteellisen tutkimuksen riski, joka ylittää laajemman eettisen kehyksen kehittämisen sen määrittämiseksi, käytetäänkö ja miten parhaiten tätä äskettäin hankittua tieteellistä voimaa. Toivottavasti tutkijat ja hallitukset kaikkialla ottavat huomioon mietinnön kehotuksen edetä varovaisesti. Geenikäyttötekniikan lupaus on valtava, mutta kun puhumme kyvystä saada tietyt lajit sukupuuttoon, se on tekniikka, jolla ei ole varaa väärinkäyttöön.
James P. Collins on Virginia M. Ullman, luonnontieteiden ja ympäristön professori Arizonan Tempe-yliopiston biotieteiden koulussa.
Tämä artikkeli on kirjoitettu Future Tense -yritykselle, Zócalon kumppanille. Future Tense on Arizonan osavaltion yliopiston, Uuden Amerikan ja Slate-projekti. Versio ilmestyi myös Slate.com-sivustolle.
