Rewolucja genetyczna

Rewolucja genetyczna

Odczytanie ludzkiego genomu zapowiada narodziny idealnego ”człowieka na miarę”

Komputerowy moloch
Genetyka napędza rozwój nie tylko firm biotechnologicznych, ale także producentów banków danych, programów komputerowych i komputerów pomocnych przy odczytywaniu genomu. Koncern IBM zainwestuje w ciągu najbliższych 5 lat 100 milionów dolarów w rozwój superkomputera “Blue Gen”, 500 razy szybszego niż najlepsze obecnie takie maszyny. “Blue Gen” wykona miliard operacji na sekundę i będzie w stanie odtworzyć z jednej sekwencji genowej trójwymiarową strukturę białka. Zajmie mu to przypuszczalnie cały rok. Takie zadanie komórki ludzkie spełniają w ciągu sekundy.

Uma Thurman oddaje włos swego ukochanego do laboratorium. W kilka minut później długi komputerowy wydruk jest gotowy. “Gratuluję. Złapała pani wspaniałego faceta”, uśmiecha się laborantka. I rzeczywiście, z wydruku młoda kobieta dowiaduje się, że jej adorator jest zdrowy jak ryba i ma znakomitą potencję, pozostanie szczupły i wierny przez całe życie i nie wypadną mu włosy. Dopiero po dokonaniu “totalnej analizy genetycznej” Uma decyduje się na stały związek.
To scena z amerykańskiego filmu “Gattaca”, który wszedł na ekrany w 1997 r. “Gattaca” opowiada o społeczeństwie, którego klasę rządzącą stanowią muskularni i inteligentni herosi, ukształtowani w wyniku inżynierii genetycznej. Reszta to poczęty w tradycyjny sposób, pozbawiony praw motłoch. Producent filmu przeprowadził wielką kampanię reklamową, zamieszczając ogłoszenia z numerem bezpłatnego telefonu informacyjnego: “U nas możesz zamówić dzieci na miarę”. Wywołało to protesty duchownych i etyków, jednak tysiące Amerykanów, przekonanych, że chodzi tu o poważną ofertę, wykręciły podany numer.
Dziś “Gattaca” wrócił na pierwsze strony gazet. Przedstawiona w nim wizja może bowiem w XXI w. stać się rzeczywistością. Oto J. Craig Venter, dyrektor firmy Celera Genomics z Rockville pod Waszyngtonem, triumfalnie ogłosił rozszyfrowanie 99% ludzkiego genomu. Craig, zwany przez bardziej tradycyjnie nastawionych naukowców “nieprzyjacielem”, czy nawet “Hitlerem genetyki”, z pewnością nieco przesadził, chcąc zwiększyć notowania akcji swego przedsiębiorstwa na giełdzie. Nie ulega jednak wątpliwości, że mapa ludzkiego genomu zostanie ukończona najpóźniej za sześć tygodni. Sukces ten oznacza symboliczny

początek nowej ery

w dziejach ludzkości – epoki genetycznej. “To kamień milowy w historii nauki, równie znaczący, jak odkrycie, że Ziemia krąży wokół Słońca. Właśnie położone zostały fundamenty pod biologię przyszłych dekad, wieków, a nawet tysiącleci”, twierdzi John Sulston, dyrektor Sanger Center pod Cambridge, największego ośrodka badań nad ludzkim genomem w Europie, w którym nawet schody mają kształt podwójnej helisy DNA.
Ludzki genom to księga składająca się z 3,2 miliardów “liter”, czyli molekuł adeniny, guaniny, cytozyny i tyminy, zasad nukleotydowych tworzących łańcuch DNA. Wygląda mniej więcej jak ATGCCGCGGCTCCTCC… Jedynie kolejność tych czterech “liter” decyduje np. o poziomie inteligencji, podatności na określone choroby, długowieczności czy kolorze oczu. Każda komórka ludzkiego ciała (z wyjątkiem komórek krwi) zawiera w swym jądrze długi na 2 metry (sic!) łańcuch DNA, czyli kompletny ludzki genom. Naukowcy do dziś nie są pewni, w jaki sposób taka długa “taśma” mieści się w komórkowym jądrze. To tak, jakby wepchnąć 2 km nici do pestki wiśni. Odcinki łańcucha genetycznego tworzą geny, a te zgrupowane są w 23 podwójnych chromosomach. Potrójny układ “liter”, np. TGG, koduje określony aminokwas, zaś aminokwasy łączą się w proteiny, np. w enzymy trawienne, insulinę rozkładającą węglowodany, w hormony seksualne, czy substancje chemiczne w mózgu powodujące np. depresję. Rozszyfrowanie kodu genetycznego, czyli ustalenie kolejności (sekwencji) poszczególnych “liter” było największym, najbardziej ambitnym i kosztownym projektem w dziejach biologii. Porównywano to przedsięwzięcie z amerykańskim projektem kosmicznym “Apollo”, w wyniku którego ludzie stanęli na Księżycu. Międzynarodowy projekt Human Genom (Hugo) rozpoczął się w 1990 r. Bierze w nim udział 1100 biologów, techników i specjalistów komputerowych z 50 krajów. Początkowo przewidywano, że mapa genów gotowa będzie w 2005 roku. Wyniki badań mają stać się udziałem całej ludzkości. Każdy ma do nich bezpłatny dostęp za pośrednictwem Internetu. Pracom dał jednak nowy impuls Craig Venter, który, mając zaledwie 2 tysiące dolarów kapitału, zdołał zainteresować swym zamiarem prywatnych sponsorów. Założył firmę Celera (celer to po łacinie szybki). I rzeczywiście we wrześniu 1999 r. pracownicy tego przedsiębiorstwa wprawili w ruch 250 superszybkich automatów do sekwencjonowania genów, każdy o wydajności – 12 tysięcy “liter” DNA na minutę. Konserwatywnie nastawieni naukowcy nie kryli oburzenia, mówili o prymitywnej “metodzie dubeltówki”. Noblista James Watson, odkrywca kodu DNA i inicjator projektu Hugo, rozsierdził się nie na żarty: “Nawet małpa może badać ludzki genom w ten sposób”. Krytycy wskazywali, że automatyczna metoda Ventera, dobra być może do odczytania genomu robaka czy muszki owocowej, nie sprawdzi się w przypadku długich łańcuchów ludzkiego DNA. A jednak “czarodziej genetyki” z Rockville okazał się szybszy niż mamuci projekt Hugo, finansowany z pieniędzy podatników, który do 1999 roku pochłonął 3 miliardy dolarów i zapewne będzie ukończony dopiero w przyszłym roku. Inna sprawa, że przedsiębiorca Craig pracuje nie dla idei, lecz dla zysku. Za dostęp do wyników jego badań trzeba zapłacić. Celera złożyła wnioski o opatentowanie 6500 genów. Niepostrzeżenie trwa globalny proces “sprzedaży” genomu homo sapiens. Jak stwierdził Christian Stein, dyrektor Agencji Patentowej w niemieckim projekcie Human Genom, do tej pory zostało opatentowanych około 20% ludzkich genów. Najwięcej wniosków patentowych na świecie składają obecnie firmy biotechnologiczne. Eksperci nie mają wątpliwości, że biotechnologia stanie się w XXI wieku najbardziej dynamiczną i dochodową gałęzią gospodarki, która usunie w cień informatykę, elektronikę i Internet. Nie chodzi, oczywiście, o układ “liter” kodu genetycznego, lecz o produkowane przez nie terapeutyczne białka i o lekarstwa, które później mogą zostać sporządzone na ich podstawie. “Dla każdego powinno być jasne, że nowy lek nie może powstać bez ochrony patentowej”, głosi Craig Venter, nazywany już “Billem Gatesem genetyki”. Na początku marca br. prezydent Clinton i premier Wielkiej Brytanii, Tony Blair, usiłowali powstrzymać komercjalizację badań nad ludzkim genomem, ogłaszając, że powinny być one dostępne bez opłaty. Kursy akcji firm genetycznych spadły jak kamień. Clinton zorientował się jednak, że takie podejście szkodzi gospodarce amerykańskiej i w kilka tygodni później zmienił zdanie. Zirytowało to Europejczyków, którzy oskarżają Amerykanów, że łapczywie patentują nawet takie geny, których funkcja nie została jeszcze poznana, niejako “na wszelki wypadek”.
Jest jednak o co walczyć. Biotechnologia przyniesie dobrodziejstwa dla ludzkości – i

niewyobrażalne zyski

dla odkrywców i producentów. Spośród 6 tys. chorób dziedzicznych, wynikających z błędów w łańcuchu DNA, około połowa spowodowana jest przez jeden wadliwy gen. Teoretycznie wystarczy wymienić go na prawidłowy i pacjent powróci do zdrowia. Naukowcy mają nadzieję, że dzięki terapii genetycznej wykorzenione zostaną takie plagi jak nowotwory, AIDS, pląsawica, mukowiscydoza czy choroba Alzheimera.
Osiągnięto już pierwsze sukcesy. Firma Human Genome Sciences z Rock-ville natrafiła na “cudowne” białko, przyspieszające proces gojenia się ran, na substancję powodującą wzrost nowych naczyń krwionośnych i na proteinę, która u chorych na raka prawdopodobnie hamuje niekontrolowany podział komórek. Akcje Human Genome strzeliły w górę o 40%, gdy dyrektor firmy, William Heseltine, oznajmił, że zgłosił wniosek o opatentowanie proteiny, która może zapobiegać AIDS. Prawo do kodującego tę proteinę genu roszczą sobie jednak także trzy inne przedsiębiorstwa.
Kalifornijska firma Amgen wpadła na trop substancji regulującej twardość kości. Immunex z Seattle bada proteinę, prawdopodobnie powodującą obumieranie tumorów rakowych. Droga do opracowania skutecznej terapii jest jeszcze daleka. Rozszyfrowanie ludzkiego genomu to dopiero początek. “Poznaliśmy tylko numery domów. Nie wiemy jednak, co w poszczególnych domach się kryje”, mówi Claus Bartram, genetyk z Heidelbergu. Funkcja większości ludzkich genów pozostaje nieznana. Nie ma jednak wątpliwości, że w XXI wieku stanie się możliwa “terapia na miarę”, tj. indywidualne leczenie każdego pacjenta, zgodnie z jego profilem genetycznym.
“Daję lekarzowi mój genetyczny chip, płytkę wielkości kciuka, zawierającą informacje o moim genomie. Lekarz porównuje te informacje z bankiem danych o lekarstwach. Spośród dziesięciu specyfików wybiera dwa, które są dla mnie najlepsze. Jeden daje 98% szans na wyzdrowienie, z niewielkim ryzykiem poważnego uszkodzenia wątroby, drugi ma tylko 60% skuteczności, ale jedynym potencjalnym skutkiem ubocznym jest zaczerwienienie skóry. Oczywiście, wybieram to drugie lekarstwo”, mówi Allen Roses, główny genetyk koncernu Glaxo Welcome. Być może już za 15 lat onkolog po prostu włoży fragment guza nowotworowego do genetycznego analizatora i w chwilę później będzie wiedział, czy to nowotwór złośliwy i jaka terapia okaże się najlepsza. Zresztą być może nie będzie już tumorów rakowych. Wystarczy przecież sporządzić dla każdego profil genetyczny. Jeśli DNA wykaże, że dana osoba może zapaść np. na chorobę nowotworową czy Alzheimera, lekarze zalecą jej odpowiedni tryb życia i terapię prewencyjną.
Tu jednak

pojawiają się niebezpieczeństwa,

przed którymi ostrzegają krytycy rewolucji genetycznej, jak znany amerykański publicysta, Jeremy Rifkin. Po co stosować terapię prewencyjną, skoro można wymienić wadliwe geny już w rozwijającym się embrionie, ba, nawet w komórkach rozrodczych przed zapłodnieniem? Po co zdawać się na tradycyjną “loterię” genową, skoro poprzez inżynierię genetyczną można będzie stworzyć idealnego potomka? Ale czy wtedy dzieci z defektami genetycznymi, nawet niewielkimi, będą mogły przyjść na świat? Jak pisze amerykański tygodnik “Newsweek”, już teraz lekarze i pielęgniarki często krytykują rodziców, którzy pozwolili urodzić się dziecku z dziedziczną wadą.
Prorocy rewolucji genowej, jak Leeroy Hood, jeden z twórców automatów do sekwencjonowania genów, nie kryją entuzjazmu: “Prawdopodobnie moglibyśmy skonstruować człowieka odpornego na AIDS czy pewne formy raka, człowieka bardziej długowiecznego i inteligentnego niż obecny homo sapiens. Czy to nie kusząca perspektywa? ”. Amerykański biofizyk, Gregory Stock, przewiduje nawet: “W niezbyt dalekiej przyszłości ludzie, którzy uzyskają potomstwo w sposób naturalny, będą uważani za głupców”. Prawnicy w USA poważnie rozważają możliwość, że dzieci, których rodzice nie udoskonalili genetycznie, będą ich za to pozywać do sądów.
Jeremy Rifkin i inni publicyści biją na alarm: poprzez manipulacje w DNA człowiek weźmie proces swej ewolucji we własne ręce. Jeśli politycy nie ustanowią odpowiednich zabezpieczeń, prędzej czy później ludzkość podzieli się na “rasę panów” z doskonałym genomem i masę poczętych w zwykły sposób podludzi.

DNA cię zdradzi
Już wkrótce osoby mające zapisaną w DNA skłonność do chorób dziedzicznych mogą mieć kłopoty z uzyskaniem pracy lub zawarciem umowy ubezpieczeniowej. Światowe firmy, jak brytyjska Genostic Pharma z Cambridge, opracowują urządzenia do przeprowadzania szybkich testów genetycznych na podstawie np. kropelki krwi. Aparat firmy Genostic jest w stanie rozpoznać 2500 genów, mogących odgrywać rolę w powstawaniu 16 poważnych chorób. Komisja ekspertów rządu brytyjskiego opracowała listę testów, którym prywatne firmy ubezpieczeniowe mogą poddawać swych klientów. W grudniu ubiegłego roku utraciła pracę w biurze 43-letnia Terri Seargent z Południowej Karoliny, kiedy okazało się, że kobieta ma wadę genetyczną, która może doprowadzić do śmiertelnej choroby.

Wydanie: 16/2000

Kategorie: Nauka

Napisz komentarz

Odpowiedz na treść artykułu lub innych komentarzy