Biotech gjennombrudd åpner dør til designer babyer Her er hva du trenger å vite

En av de viktigste gjennombruddene i biologi skjedde i 2013, og du har sikkert ikke hørt om det.

Gjennombruddet kom fra forskning til bakteriell “immunsystemer”, som tillater bakterier å identifisere viralt DNA og redigere det for å være harmløst. Forskere tilpasset denne undersøkelsen til CRISPR, et verktøy som lar dem bytte vilkårlige DNA-stykker - i nesten hvilken som helst organism - med syntetiske sekvenser. Det virker slik:

For å forstå hvorfor dette er bare en stor avtale, må du forstå hvor begrenset genetisk modifikasjon har vært. Hittil har standardteknikken for å levere DNA til en celle vært å bruke et virus som en liten sprøyte som spruter genetisk materiale inn i cellen. En gang inne i cellen blir det syntetiske DNA satt inn i genomet på et tilfeldig sted.

Dette er ikke ideelt. For det første kan oppførelsen av sekvensen variere avhengig av hvor den ender i genomet. Hvis det blir satt inn i midten av et svulster-suppressorgen, kan det til og med forårsake kreft. På grunn av disse begrensningene har vår evne til å genetisk modifisere organismer vært begrenset i lang tid. Vi har kunnet gjøre noen imponerende ting med det, men bare ved endeløs prøve og feil.

Det er over nå. CRISPR (klyngeformet regelmessig interspaced kort palindromisk gjentakelse) gir oss funnet-erstatte tilgang til hele genomet av en organisme. For øyeblikket er CRISPRs suksessrate lav, og det er vanskelig å bruke på en hel person. Når disse problemene er løst, kan CRISPR tillate oss å kurere alle genetisk sykdom - alt fra Huntington til FOP, en sjelden og grusom sykdom som gjør det myke vevet til bein. Den grunnleggende forskningen er allerede i gang: Forskere ved MIT har kurert en alvorlig genetisk sykdom hos en voksen mus ved hjelp av CRISPR. Ifølge professor Daniel Anderson, en av forskerne ansvarlig for prosjektet:

“Vi viste i utgangspunktet at du kunne bruke Crispr-systemet i et dyr for å kurere en genetisk sykdom, og den vi valgte var en sykdom i leveren som er veldig lik den som finnes hos mennesker. [...] Sykdommen er forårsaket av en enkeltpunktsmutasjon og vi viste at Crispr-systemet kan leveres i et voksen dyr og resultere i en kur.

Vi tror det er et viktig bevis på prinsippet om at denne teknologien kan brukes på dyr for å kurere sykdom. [...] Den grunnleggende fordelen er at du reparerer feilen, du korrigerer faktisk DNA-en selv. Det som er spennende om denne tilnærmingen er at vi faktisk kan rette et defekt gen i et levende voksent dyr.”

Å utføre det samme trikset i et menneske er en liten vei nedover veien, men CRISPR åpner noen interessante dører i nærmeste periode.

Hvordan lage en baby

Å redigere genomet av en enkelt celle med CRISPR er rett frem, selv om forskerne ønsker å lage en mye av modifikasjoner. Hvis den ene cellen er et egg, har forskerne karte-blanche for å revidere genomet av organismen som egget vokser inn i.

Vurder konsekvensene for fertilitetsmedisin. En lege kan ta et befruktet egg fra to håpfulle foreldre, tvilling det, sekvens ett egg, og bruk den informasjonen til å redigere genomet til det andre egget. Legen, under veiledning fra foreldre og loven, kan gjøre så mange endringer som ønsket, og deretter implantere egget og bringe det til sikt. Resultatet kalles a “designer baby”.

Teknologien er fortsatt ny, og har pålitelighetsproblemer som må utarbeides, men forskere kaller allerede en nasjonal debatt om problemet. Biolog Professor Robin Lovell-Badge, mener det kan være nødvendig å endre loven for å gjenspeile det som nå er mulig.

“Det har vært et teppeforbud mot kimlinjeterapi, så det må være en debatt om det og en rationell tanke i stedet for knelak-reaksjoner som "Nei, du kan ikke muligens gjøre det."”

Vil du ha et barn med grønne øyne? CRISPR kan gjøre det. Vil du ha et seks meter langt barn med et sterkt hjerte og en naturlig tilbøyelighet til atletiskhet? CRISPR kan også gjøre det (med litt arbeid for å isolere de relevante gene). Å ha et barn uten genetisk sykdom er ikke engang et spørsmål.

Men hva om du vil ha et barn med 180 IQ, som skal leve for å være hundre og tretti? Vel, det er der det begynner å bli litt mer komplisert.

fordeler

Fordelene med terapeutisk genteknologi er vanskelig å overvurdere. Selv de som motsetter seg bruken avkaster ikke den potensielle kraften i teknikken. Fra en koalisjon av forskere oppfordrer forsiktighet til bruk:

“[...] Denne begrensningen har nylig blitt oppnådd av den raske utviklingen og utbredt adopsjon av en enkel, billig og bemerkelsesverdig effektiv genomteknikkmetode som kalles CRISPR-Cas9. [...] Enkelheten i CRISPR-Cas9-systemet gjør det mulig for enhver forsker med kjennskap til molekylær biologi for å modifisere genomene, gjør det mulig mange eksperimenter som tidligere var vanskelige eller umulige å utføre.”

Sammen med å fjerne enhver form for genetisk sykdom, kan vi også legge til gunstige gener som ikke er tilstede hos foreldrene, som genet som gir deg immunitet mot HIV. Som et annet eksempel kan vi delvis deaktivere genet som produserer myostatin, et protein som hemmer muskelvekst. Dette ville gjengi en sjelden, naturlig forekommende mutasjon som får folk til å forbli slank og muskuløs, uavhengig av trening eller diett.

Legene kan også bruke stordata-teknikker til å gjøre bedre forbedringer - endringer større enn å justere et enkelt gen. Fra genetiske undersøkelser vet vi at noen gener kan bidra til kreft og hjertesykdom og demens. Vi vet også at psykiske lidelser som depresjon og skizofreni har sterke genetiske komponenter. Vi bruker allerede stordata teknikker for å identifisere disse genene, og de mest effektive kombinasjonene kan settes inn i egget for å sikre lange, sunne liv. Bortsett fra de åpenbare fordelene med redusert lidelse, vil en generasjon av mennesker som trenger mindre helsetjenester og er mer uavhengige i sin alder, være et økonomisk mirakel.

Foreldre kan også be om kosmetiske endringer. På en stor måte er du dine gener: Din dårlige pust, avtagende hårlinje, skarpe tenner, små penis eller rare bryster er alle resultatene av en håndfull gener som vi kunne identifisere og erstatte, og skape mennesker som, men ikke latterlig attraktive , ville ha enklere liv enn foreldrene gjorde.

Ingen av dette er kontroversielt: det er klart at dette er oppnåelige mål i nær fremtid, og få mennesker er smålig nok til å motstå å gi barna våre slike fordeler over foreldrene sine. På mange måter er dette enkelt transhumanisme. Hvordan teknologi kan påvirke menneskelig evolusjon. Hvordan teknologi kan påvirke menneskelig evolusjon Det er ikke et eneste aspekt av menneskelig erfaring som ikke har blitt rørt av teknologi, inkludert våre kropp. Les mer, bortsett fra at i motsetning til teknologier som cybernetisk forbedring Plugging In Your Brain and Body - Fremtiden for Implanted Computers Plugging In Your Brain and Body - Fremtiden for Implanted Computers Med dagens utvikling av teknisk innovasjon og fremskritt, er det nå en god tid å utforske state of the art innen datamaskin-menneskelig teknologi. Les mer det kan bare brukes til nye barn, og ikke til de som lever i dag. De fleste vil ganske like en Star Trek-fremtid, full av sunne, langlivede, attraktive mennesker som ikke trenger å frykte sykdomsgruvene.

Den delen der folk begynner å bli nervøs, er når du begynner å snakke om intelligens.

Litt mer enn 50% av variansen i IQ er genetisk - med andre ord betyr naturen litt mer enn næring når det gjelder å bestemme intelligens. Det er spesifikke kombinasjoner av gener som bidrar til en evne til matte, logikk, kreativitet, intern stasjon og andre egenskaper som vi tenker på som intelligens.

De samme store datateknikkene som brukes til å lete etter kreftrelaterte gener, kan brukes til å søke etter det genetiske grunnlaget for intelligens, og skape barn som i gjennomsnitt er smartere, mer kreative og mer drevne enn foreldrene deres var. Et kinesisk firma gjør allerede grunnleggende genetisk forskning, og det er bare et spørsmål om tid før andre nasjoner lanserer lignende prosjekter. Intelligens kan ende opp med å være våpenløpet i det 21. århundre.

En evolusjonær psykolog og NYU-foreleser, Geoffrey Miller, uttrykte en lignende oppfatning til Vice Magazine:

“Selv om [menneskelig genetikk] bare øker gjennomsnittlig barn med fem IQ-poeng, er det en stor forskjell når det gjelder økonomisk produktivitet, landets konkurranseevne, hvor mange patenter de får, hvordan bedriftene kjøres, og hvor nyskapende deres økonomi er er.”

etikk

Designer babyer har hevet hackler siden Brave New World brakte ideen inn i det vanlige. Navnet, som framkaller “designer narkotika” og rikdomskjenning hjelper ikke til.

Den negative reaksjonen på denne teknologien er overraskende. Hvis folk panikk over en enkel mitokondrieltransplantasjon, har Storbritannia bare lovlig "tre foreldre" -barn UK Just Legalized "Three Parent" Babies Mitochondrial sykdommer dreper tusenvis av mennesker om året. En kontroversiell ny behandling øker hackler - men holder frykten vann? Les mer, det er ikke overraskende at ideen om å lage genetisk utviklede superbarn kommer til å provosere litt skum. Den (utmerkede) filmen Gattaca oppsummerer noen av frykten om teknologien.

Mange av de åpenbare innvendingene mot designer babyer er ikke interessante. Folk har en vane med å forvirre etiske dilemmaer med ting som gjør dem ubehagelige. En av de viktige innsiktene i etikk er at universet sjelden gir deg triksespørsmål. Hvis folk kritiserer noe på grunnlag av “menneskets verdighet”, eller “Leker gud”, det er fordi de ikke kan tenke på noe mer konkret feil med det.

Dette er uheldig, fordi det er noen interessante problemer oppstått av utsiktene til designer babyer. Jeg vil gjerne ta et øyeblikk til å ta opp noen av dem, og hvordan vi kan ta kontakt med dem. For å klargjøre, er disse problemene avvei: CRISPR har akkurat nå pålitelighetsproblemer som vil gjøre det arbeidskrevende å skape et stort antall genetiske modifikasjoner. Vi har heller ikke gjort grunnforskningen som trengs for å isolere det genetiske grunnlaget for mange egenskaper. Resten av denne artikkelen vil anta at vi er i stand til å overvinne disse hindringene i det kommende tiåret eller så.

Kjønnsdemografi

En frykt som kommer opp er at hvis folk kan plukke sine barns kjønn genetisk, kan sosiale preferanser føre til ubalanse i kjønn. Det er noe grunnlag for denne frykten. Kinas ene-barn-per-familie-politikk, som er utført for å dempe befolkningsveksten, fører til en bratt oppgang i abort av kvinnelige foster. Resultatet er at det nå er rundt 111 gutter for hver 100 jenter, et kjønnsmessig ubalanse som vil føre til sosiale problemer nedover linjen.

Argumentet her er at hvis foreldre kan plukke sine barns kjønn (lettere enn ved å ha aborter), ser vi kanskje en lignende ubalanse - og til slutt en demografisk katastrofe. Som et resultat er sexvalg allerede ulovlig i Storbritannia (men ikke i de fleste andre land).

Det er noen grunn til optimisme. Det store motargumentet er at sexvalg er allerede mulig, andre måter å kjønnsvalg på er enklere enn genomredigering, og de fleste foreldre som driver in vitro-fertilisering, velger ikke det. Statistikken er komplisert og motstridende, men det er ikke en god grunn til å tro at amerikanerne har en sterk kjønnspreferanse i begge retninger. Vår kultur er egalitær i mange henseender, og vi mangler det kunstige trykket i enbarnspolitikken for å tvinge foreldrene til å velge.

Nyttige lidelser

Et problem som kan kaste opp er at noen forstyrrelser har fordeler for samfunnet. Genetisk modifikasjon gjør det mulig for foreldrene å velge barna ut av disse forstyrrelsene, noe som er bra for barna, men kan være dårlig for sivilisasjonen.

Mange genier gjennom historien antas å ha hatt noen form for velfungerende autisme. I sin mest alvorlige form er autisme en krepsende sykdom som etterlater sufferers ute av stand til å ta vare på seg selv. Mild autisme fremkaller fortsatt sosiale problemer og ulykke, men kan også gi et enfokusert fokus som (i kombinasjon med baseline geni) kan gi bemerkelsesverdige resultater. Time Magazine rapporterer at en undersøkelse av barnproblemer viste et uforholdsmessig høyt nivå av autistiske egenskaper,

“Forfatterne fant at prodigies scoret høyt i autistiske trekk, særlig i deres grusomme oppmerksomhet på detaljer. De scoret enda høyere på denne egenskapen enn at folk ble diagnostisert med Aspergers syndrom, en velfungerende form for autisme som vanligvis inneholder besettelse med detaljer.”

Det er også den veletablerte lenken mellom god kunst og psykisk sykdom. Hvis du ser på hvem som er i kunstverdenen, kommer du inn i en forferdelig masse depresjon, skizofreni, mani og selvmord. Mekanikken til lenken er uklar, men vi løper risikoen for at vi, hvis vi eliminerer psykisk dysfunksjon, savner den neste Van Gogh eller Hemmingway.

Dette er et vanskelig problem å tenke på. Er vi villige til å gi opp kunst og vitenskap for komfort? På baksiden vil vi bli en Omelas av mennesker som lider av herdbare sykdommer? Hvordan tildeler du til og med tall til den utilitaristiske avregningen?

Trade-Off Gener

Det er usannsynlig at de fleste gene som bidrar til intelligens, vil være utvetydig positive. Mange av dem vil tilby fordeler i enkelte områder, men pålegger kostnader i andre. I stedet for å presentere oss med en enkel måte å skape genier, kan forskning i intelligens avsløre å spørre oss et mye mer komplekst spørsmål: hva slags geni vil du ha, og hva er du villig til å gi opp for å få det?

Dr. Temple Grandin, en professor ved CSU og autismaktivist, skrev en lang essay som hevder at dypt geni er en nevrologisk abnormitet og nesten alltid kommer med avvik i andre områder.

“Det er sannsynlig at geni i noe felt er en unormalitet. Barn og voksne som utmerker seg i et område, som matte, er ofte svært fattige på andre områder. Evner er svært ujevn. Einstein var en dårlig speller og gjorde dårlig på fremmedspråk. [...] En gjennomgang av litteraturen indikerer at det å være virkelig enestående i et hvilket som helst felt kan være forbundet med en eller annen type unormalitet. Kay Redfield Jamison, fra Johns Hopkins School of Medicine, har gjennomgått mange studier som viser sammenhengen med manisk depressiv sykdom og kreativitet. [...] En studie av matematisk begavelse, utført ved Iowa State University av Camilla Persson, fant at matematisk begavelse var korrelert med å være nærsynt og ha en økt forekomst av allergier.”

Dette gjelder de som ønsker å genetisk manipulere sine barn. Hvis du kan kjøpe en standardavvik av matematisk geni for barnet ditt, på bekostning av, for eksempel tonedøhet, er det riktig å gjøre den typen livsendrende beslutning for et barn som kanskje vil vokse opp til å være musiker ? Vi kan ikke komme inn i fremtiden og spørre dem hva de vil. Disse endringene må gjøres uten samtykke.

Hittil har vi hatt den moralske luksusen til å ikke kunne velge. Så lenge det ikke var mulig å velge og velge barnets genom, kunne vi forlate spørsmålet i hendene på det genetiske lotteriet og sette det ut av tankene. Nå som vi kan gjøre noe med det, finner vi oss selv med et enormt ansvar på hendene våre. Å velge å ikke gripe inn i det, løser oss ikke av det ansvaret - det betyr at vi velger dårlig.

På den lyse siden er det noen grunn til å tro at, uansett hva hjerteskjærende avveier vi må gjøre, vil eksistensen av genredigeringsteknologi gi en fordel, og ikke bare forbedret spesialisering. Eksistensen av veljusterte mennesker som Feynman, som viste sitt geni på mange forskjellige felt, innebærer at mange gener faktisk er entydige vinner. Der er lavt hengende frukt som kan høstes.

Opprettelse av en klasse divide

En av de største fryktene at folk har om denne teknologien er den som er uttrykt i filmen Gattaca. Vil denne teknologien skape en genetisk underklasse? Vil vi komme opp med en genetisk modifisert befolkning som dominerer og undertrykker en umodifisert befolkning? For å spille på mer konkrete fordommer, kan vi forestille oss at denne teknologien kan være dyr først og uforholdsmessig tilgjengelig for de rike. En fremtid av rike, strålende, sunne, vakre superhumanere som stjeler alle jobbene våre, høres veldig ut som en dystopi.

Jeg vil imidlertid si at det er mange hull å peke i den fortellingen.

For det første flyter begrepet en klassedeling i GM-teknologi i møte med en grunnleggende sannhet om teknologi, som er at det blir raskere og billigere over tid. Det er ingen grunnleggende grunn til at kostnaden for “CRISPRizing” et egg må være høyt. I det lange løp vil det vokse så billig at det blir tapt i baselinekostnaden for å ha barn. På kort sikt kan regjeringer velge å subsidiere (og i noen spesielt undertrykkende regimer, mandat) prosedyren for å opprettholde sin konkurransedyktige intellektuelle fordel.

Denne fortellingen gir også mange antagelser om verden vi lever i. Hvis økonomien var et nullsum spill, og hver ekstra dollar som designere fortjente kom ut av andres lommer, kan det være lurt å forby teknologien. Men det er ikke tilfelle i den virkelige verden.

I den virkelige verden bidrar de fleste mer til verden enn de forbruker, og genier mange ganger over. Einsteins akademiske jevnaldrende var litt verre for å måtte konkurrere med ham for jobber, men det er absurd å forestille seg at verden som helhet ville vært bedre hvis Einstein hadde vært dummere. Einsteins bidrag er tilstede i alt fra satellittkontrollprogramvare til røykvarslere og solpaneler. Verdien han produserte er langt større enn kostnadene for hans geni. Det samme vil trolig være sant for våre genmodifiserte barn.

Vi lever i en verden med problemer langt utover intern konkurranse. Klimaendringer, asteroideffekter, befolkningsvekst, gammastrålebryster, globale pandemier, kunstig intelligens Her er hvorfor forskere tror du burde være bekymret for kunstig intelligens. Her er hvorfor forskere tror du burde være bekymret for kunstig intelligens. Tror du at kunstig intelligens er farlig? Kan AI utgjøre en alvorlig risiko for menneskeheten. Dette er noen grunner til at du kanskje vil være bekymret. Les mer, og det gjenværende spekteret av kjernekrig truer alle med å bringe det menneskelige eksperimentet til en brå slutt. Vi er ute av match, og vi trenger alle fordeler vi kan klage ut fra den bare jorden hvis vi vil overleve.

Hundrevis av millioner Einsteins ville være et kraftig verktøy for å løse livs-eller døds-problemene som menneskeheten står overfor. Framtiden der vi omfavner denne teknologien vil Vær rikere, mer avansert, lykkeligere og sikrere enn fremtiden der vi ikke gjør det. Det er verdt å ta et øyeblikk å være redd for muligheten for at fremtiden der vi forbyder CRISPR, kanskje ikke har noen i det.

Endelig er det verdt å huske at denne teknologien ikke vil skape en genetisk underklasse, fordi den genetiske underklasse allerede eksisterer, og du er sannsynligvis en del av det.

Vi aksepterer det, implisitt, hver dag. Du kan ikke gå tå til tå med Stephen Hawking i matematikk. Du kan ikke røre Michael Phelps på svømming. Du er ikke så god forretningsmann som Elon Musk Elon Musk vs Richard Branson: Raset for billig satellitt Internett Elon Musk vs Richard Branson: Raset for billig satellitt Internett Over fire milliarder mennesker har ikke tilgang til Internett. Hvordan løser vi det? Svaret ligger over hodene våre ... Les mer. Du ser ikke så bra ut som George Clooney når du er femti. Du er outclassed av en så stor margin at det ville være latterlig å prøve. Disse egenskapene ble for det meste pakket ut av dine gener i øyeblikket av unnfangelsen. Dette betyr ikke at du ikke har verdi, eller det er ikke ting du er god til, men det betyr at spillefeltet ikke engang er eksternt, og vi har allerede lært å takle det faktum. Det faktum at disse egenskapene utdeles av lotteri og ikke genetisk modifikasjon, er ingen trøst for deg.

Designer baby teknologi vil ikke skape en genetisk underklasse - det vil redusere antall mennesker som er født i den.

Bygg fremtiden

CRISPR er en av teknologiene som kommer til å ha en av de største kulturelle og økonomiske konsekvensene i verden de neste femti årene, og det er en som ingen snakker om. Evnen til å gripe kontroll over våre egne genomer er kraftig og uten sidestykke. Det kommer til å gjøre en enorm mengde gode, og tvinger oss til å konfrontere nye scenarier som våre moralske sanser aldri har blitt bedt om å takle før.

Diskusjonen om denne teknologien skulle ha begynt for tjue år siden. Siden det ikke gjorde det, “nå” må gjøre. Du kan starte i kommentarene.

Vil du genetisk manipulere barna dine? Tror du det burde være ulovlig? Er du freaked ut av det hele? Snakk opp i kommentarene.

Bildekreditter: “DNA,” Jorge Jaramillo, “neuron,” av Wikimedia, “Babayaugen,” av Wikimedia, “Hjerne,” av Wikimedia, “Isaac Newton Stamp,” Wikimedia

Utforsk mer om: Bioteknologi, Genetisk Engineering.