Od starověkých věštců po sběratele akcií na Wall Street si lidé vždy přáli, aby mohli říci budoucnost. Schopnost, samozřejmě, byla většinou přehnaná.
Ale co kdyby existoval smysl, ve kterém byste opravdu mohli říct budoucnosti? A co kdybychom také mohli učinit konkrétní výsledek pravděpodobnější, dokonce jistý? Vznikající technologie známá jako genové jednotky nabízí právě takovou perspektivu pro upřednostňování zvláštních vlastností v budoucích rostlinách a zvířatech - zvýšit zemědělskou produkci, snížit riziko přenosu infekčních chorob nebo něco, co jsme si dosud nepředstavili. Opravdu, někteří již navrhli použití genových pohonů k odstranění určitých komárů, které mohou šířit Ziku, malárii a další onemocnění. Ale je to dobrý nápad? Jak bychom měli přemýšlet o využívání takové technologie způsobem, který předvídá a zvažuje její přínosy a škody pro současné a budoucí generace?
V průběhu uplynulého roku se na žádost Státních zdravotních ústavů a Nadace NIH tyto otázky zabýval výbor Národních akademií věd, techniky a medicíny. Minulý měsíc výbor, kterému jsem spolupředsedal s Elizabeth Heitmanovou z Centra pro biomedicínskou etiku a společnost ve Vanderbilt University Medical Center, vydal zprávu - „Gene Drives on the Horizon: Advancing Science, Navigation neurčitost a Aligning Research with Public Hodnoty. “Co jsme tedy dospěli k závěru? K tomu se dostanu za minutu, ale nejdřív lekci vědy.
Technologie genového pohonu umožňuje vědcům změnit normální pravidla genetické dědičnosti v sexuální reprodukci - pokud je to možné. Prostřednictvím genových pohonů můžeme výrazně zvýšit šance (z 50–50 pravděpodobností přírody u většiny pohlavně se rozmnožujících druhů) na konkrétní gen, který je předán potomstvu. Technologie genové jednotky kombinuje změněné genetické rysy, jako je produkce samce, se zvýšenou pravděpodobností, že znak prochází celou populací.
Toto je nový nástroj v dobře zavedeném pronásledování. Dědičnost je oblast, ve které lidé vynakládají velké úsilí na řízení budoucích výsledků. Chovatelé mohou pracovat roky nebo desetiletí, aby zajistili, že znaky, jako je velikost semen rostliny nebo síla či rychlost koně, předvídatelně přecházejí z generace na generaci. Jak předvídatelně? V celé historii je podstatou „dobrého chovu“ co nejspolehlivější průchod žádoucí vlastnosti mezi generacemi.
Teprve na konci osmdesátých let však experimenty s rostlinami hrachu rakouského mnicha Gregora Mendela vyvolaly vyhlídku, že řízení průchodu vlastností mezi generacemi by mohlo přesáhnout osvědčené postupy nebo dokonce nejlepší odhady. Mendel prokázal, že alespoň u některých rodičovských rysů dokázal předpovídat průměrnou frekvenci, s jakou se budou vyskytovat u potomků. Například, pokud by rodičovské rostliny u pohlavně se rozmnožujícího druhu měly červené květy nebo žlutá semena, mohla by se předpokládat, že polovina všech potomků bude mít červené květy nebo žlutá semena. Byl to pozoruhodný pokrok. Začátkem 20. století patřily Mendelovy výsledky k základním poznatkům vedoucím k vědecké genetice.
Genetikové se snaží odhalit pravidla dědičnosti pochopením procesů, které spojují DNA nebo genotyp jednotlivce s expresí určité zvláštnosti, fenotypu vyvíjejícího se organismu nebo dospělého. To vyžaduje pochopení molekulárních a environmentálních proměnných, které řídí výsledek, jako je například potomstvo samců nebo samic. Víme, že u většiny druhů se dvěma pohlavími lze v průměru očekávat, že generace potomstva bude mít asi polovinu samců a polovinu samic. Toto je základní pravidlo dědičnosti - chybějící síly, jako je genová mutace nebo přirozený výběr, frekvence mnoha znaků v generaci potomstva se bude rovnat frekvenci rodičovské generace. Ale co kdybyste měli technologii, která změní toto základní pravidlo a způsobí, že poměr v potomkové generaci bude 60:40 mužů k ženám, nebo 70:30, nebo dokonce 99: 1?
Technologie genového pohonu takové možnosti otevírá. Genová jednotka by mohla být navržena tak, aby zvýšila pravděpodobnost, že žena produkuje muže, na rozdíl od žen. Navíc, s postupováním každé generace se zlomek mužů v populaci zvyšuje s tím, jak vlastnost „projíždí“ populací - budoucnost se stává jistější. V extrémním případě by se většina nebo celá populace mohla stát samci, a samozřejmě u druhu se sexuální reprodukcí by výsledkem bylo snížení nebo odstranění populace nebo dokonce vymření druhu.
Měly by se však použít genové jednotky ke změně velikosti populace, snad k zániku? Na druhou stranu, geneticky modifikované organismy mají slib zlepšení zdraví lidí a zemědělské produktivity, zachování jiných druhů a pokrok základního výzkumu. Představte si, že odstraníte druh komára, který nese malárii.
Existují však možné nevýhody uvolňování organismů modifikovaných genem v přírodních ekosystémech. Jak bychom měli zvážit využití takové síly genového pohonu? Co bychom měli zvážit, než se rozhodneme, zda jej použít?
Zpráva výboru NIH vydaná v červnu věnuje velkou pozornost odpovědné vědě a potřebě průběžného vyhodnocování a hodnocení sociálních, environmentálních, regulačních a etických hledisek uvolňování organismů modifikovaných genovou cestou do životního prostředí. Každý krok ve výzkumu a nasazení, jak jsme zdůraznili, spočívá na hodnotách jednotlivců a komunit. Angažovanost veřejnosti ve snaze odhalit a porozumět těmto hodnotám nemůže být dodatečnou myšlenkou. Řízení výzkumu organismů modifikovaných genovým pohonem by mělo začít osobní odpovědností vyšetřovatele a odtud by se mělo vztahovat i na výzkumné instituce a regulátory. Ale co regulátoři: státní, federální, globální? Koneckonců, po uvolnění je genově řízený organismus navržen tak, aby se šířil. Hranice soukromého vlastnictví, států nebo zemí nejsou překážkou rozptylu. Klíčovou zprávou zprávy je:
„V současné době není k dispozici dostatek důkazů, které by podporovaly uvolňování organismů modifikovaných genovým pohonem do životního prostředí. Možné přínosy genových pohonů pro základní a aplikovaný výzkum jsou však významné a odůvodňují pokračování laboratorního výzkumu a vysoce kontrolovaných polních pokusů . “
Mezi mezery v porozumění plným dopadům technologie genových pohonů patří ekologické a evoluční procesy v přírodních ekosystémech. Pokud snížíme nebo dokonce odstraníme druh, jako je komár, který přenáší patogen, který infikuje člověka, co to bude znamenat pro stabilitu ekosystému? Tato akce může například otevřít příležitost jednomu nebo více dalším druhům hmyzu, které přenášejí ještě méně žádoucí infekční choroby, aby se staly etablovanými nebo se zvýšily jejich počty.
Návrh výboru pro postup vpřed zahrnuje postupný rámec pro testování, který sahá od laboratorního vývoje po uvolnění v terénu a monitorování organismů modifikovaných genovým pohonem. Posouzení ekologického rizika jsme doporučili jako metodu pro kvantifikaci toho, jak konkrétní změna nebo změny v prostředí ovlivní něco, co má pro společnost hodnotu - jako je kvalita vody nebo šance, že se může objevit nežádoucí druh škůdce, který přenáší infekční patogen.
Řízení budoucnosti dědictví napříč celou populací a druhem je silný vědecký pokrok, který lze jen těžko přeceňovat. A jak často se stává, existuje riziko, že vědecký výzkum překoná rozvoj širšího etického rámce, aby se určilo, zda a jak nejlépe využít tuto nově získanou vědeckou sílu. Doufejme, že vědci a vlády všude budou respektovat výzvu zprávy, aby postupovala opatrně. Slib technologie genové jednotky je obrovský, ale když mluvíme o schopnosti vyhynout určitý druh, je to technologie, kterou si nemůžeme dovolit zneužít.
James P. Collins je Virginie M. Ullman profesor přírodních dějin a životního prostředí ve škole věd o živé přírodě na Arizonské státní univerzitě v Tempu.
Tento článek byl napsán pro Future Tense, partnera Zócalo. Future Tense je projekt Arizonské státní univerzity, Nové Ameriky a Slate. Verze se také objevila na Slate.com.
