CRISPR の説明: 世界で最も強力なはさみ

遺伝学の世界は、20 世紀に世間の時代精神に登場して以来、期待と論争の両方を担ってきました。 特に遺伝子工学は、誘惑と不安にとらわれているため、黒魔術と見なされる人もいます. 他の点では健全な精神を持つ著名な個人は、DNA、特に人間の DNA の意図的な変更を倫理的な代用として頻繁に宣言します。 

人類は何千年もの間、遺伝子工学を利用してきた

このような全面的な非難は、何千年も存在しなかった世界を反映しています。 最も明白な例は、特に GMO 品種の食品です。 食料品の棚から飛び散る巨大で活気に満ちたジューシーなレッドデリシャスリンゴは、人類以前の祖先と比べて異常です。

リンゴの特定の品種を交配することにより、人間は好ましい表現型 (身体的症状) につながる遺伝子を繁殖させることができました。 さらに重要なことは、干ばつに強い穀物や米などの主食を選択することで、多くの偉大な文明が飢餓による崩壊から救われたことです。 

家畜はさらに際立ったコントラストを提供します。 オオカミは獰猛で縄張り意識が強い捕食者です。 彼らは最大180ポンドの純粋な恐怖であり、決闘で最高の人間はほとんどいません. 対照的に、ティーカップ ポメラニアンはびしょ濡れで体重が XNUMX ポンドあります。

世界で最も有能なハンターの XNUMX 人が呼吸する毛羽立ちになったことは、意図的に DNA を変更することに対する人類全体の愛情の証です。 社会が動物から選択する共通の特徴には、従順さ、従順さ、強さ、そしてもちろんおいしさがあります。 

しかし、本当にあごを広げ、ズボンを束ねたままにするのは、人間のDNA改変の考えです. アメリカの初期の優生学運動の崇高な理想は、人種的優位性の擁護に安全な避難所を提供しました。 

それにもかかわらず、望ましい遺伝子を意図的に培養することは、リベラル社会では当たり前のことです。 最も明白な例は中絶で、これはほとんどの西洋社会で合法です。 ダウン症の胎児の約 XNUMX% が流産している世界で、人間が特定のゲノムを優先していないと主張することは不可能です。

米国では、裁判所は遺伝子に基づく中絶を憲法上の権利と見なしている。母親が中絶することを恐れて、胎児に遺伝性疾患を示すことを隠す医師は、制裁を受けている.

個人の DNA を意図的に変更することは、何世代にもわたって特定の遺伝子を助長することと同じではありません。 GMO (遺伝子組み換え生物) を作成するかつての根本的なプロセスでさえ、新しい遺伝子を設計するのではなく、既存の遺伝子を他の種に挿入することしかできません。 しかし、人間が特定の遺伝子を他の遺伝子よりも好むことは明らかであり、これらの遺伝子をより一般的にするために抜本的な対策を講じます。 前者は、後者の目標を達成するためのより高速で正確な方法を提供するだけです。 

遺伝物質を巧みに改変する方法は、DNA を取り巻く生化学反応が非常に複雑であり、そのような顕微鏡スケールで有効なツールがわずかしかないため、長い間人類を回避してきました。 具体的には、小さなセグメントを置き換えることができるように正確な位置で DNA を切断する方法は、とらえどころのないものでした。

2015 年のブレイクスルーがこのすべてを変えました。 このブレークスルーにより、人間はこの長続きする不備を取り除くことができるようになりました。 可能性の世界が待っており、私たちの体、私たちの環境、さらには私たちの経済さえも大規模に再編成される可能性があります。 

CRISPR: 史上最も強力なはさみ

(注: 細胞のすべての主要なオルガネラと XNUMX 種類以上の RNA の名前を頭の中で思いつくことができる場合、次の説明は単純化しすぎていることに気付くでしょう。DNA と RNA とは何かについての基本的な理解がある場合は、これはゴルディロックスの説明になります. RNA が何であるかを知らない場合は、DNA の兄でありながら、DNA の用事の少年になったと考えてください.) 

このブレークスルーの名前は CRISPR/CAS9、通常は単に CRISPR に短縮されます。 この革新的な方法は、「トーストがより鮮明になればいいのに」のように発音され、クラスター化された規則的に間隔を空けた短い回文反復の略です。 これは一口のように見えますか？ です。 それを吸う。 「一般相対性理論と特殊相対性理論」や「デオキシリボ核酸」もそうでした。 先駆的な発見には長い名前が付いていることがよくあります。 未来のテクノロジーを扱うときは、大きな男の子/大きな女の子のパンツを着用することをお勧めします.

変更された DNA は人工的なものですが、CRISPR の両方の構成要素は自然に発生します。 その核となるのは、すべての生きた細胞を支える免疫システムを利用することです。 考えてみてください: 免疫システムは非常に複雑で、特に人間の場合は複雑ですが、99% の確率で、XNUMX つのウイルスが同じ人に XNUMX 回感染することはありません。

これは、ウイルス DNA の鎖が最初の遭遇後に細胞内に保存され、「記憶」されるためです。 XNUMX 世紀に、科学者たちは、特定の形態のバクテリアが、これらの DNA 断片を短く反復する塩基対の鎖 (CRISPR) の間に挟んでいることを発見しました。 ウイルスの一部は現在、細菌のゲノムに永久に埋め込まれています。 そして、あなたは恨みを抱くのが得意だと思っていました。 

バクテリオファージ (人間などの多細胞生物ではなく細菌を標的とするウイルス) がバリー バクテリアを荒らしますが、彼を殺さないことを想像してみてください。 2週間後、フィル・ザ・ファージがラウンドXNUMXに戻ってきました。 バリーはフィルが彼を強盗しているのを見ても、白血球を送ってフィルを打ち負かすことはできません。 細菌免疫システムは、異なるアプローチを使用します。

ここで、CRISPR システムの残りの半分である Cas9 の出番です。 CRISPR-associated protein 9 の略である Cas9 は、遭遇した外来 DNA をスキャンし、それらのいずれかが CRISPR 間に保存されているウイルス DNA と一致するかどうかを確認します。 もしそうなら、Cas9 は制限酵素とも呼ばれるエンドヌクレアーゼを誘発して、Phil の腕や足、あるいは頭さえも切り落とします。 セグメントが何であれ、遺伝子コードの大部分が失われると、ほとんどの場合、ウイルスは略奪の意図を実行できなくなります。

人間の免疫システムは、敵の外観と戦術の信じられないほど正確な説明を備えた進化の最高級の微視的な戦士を戦いに送り込むことで、ウイルスとの戦いに勝利します。 バクテリアによるアプローチは、歩兵に対する指揮官の指示を傍受することに似ています。 「夜明けにゲートを攻撃する」は「[BLANK]で[BLANK]を攻撃する」になり、侵入は失敗します。 

最終的に科学者たちは、ほぼすべての生物が CRISPR と Cas9 の両方の要素を持っていることを発見しました。 これはショッキングに思えるかもしれませんが、すべての生物がバクテリアに由来することを考えると、実際には非常に些細なことです。 これらの生物では、CRISPR は昔ながらのライブラリーに似ており、都市が取り壊そうとしたことはなく、Cas9 は最も重要性の低い制限酵素の XNUMX つです。

それにもかかわらず、それらはそこにあり、機能し、そして何よりも、それらは非常に無差別であることが判明しました.科学者はウイルスとは関係のないDNAのセクションを与えることができ、CRISPRはそれらを忠実に記録し、Cas9は忠実に切開を行います. . 突然、私たちは神のハサミを手にし、食べ物、動物、病気、 人間. 

この方法は「CRISPR」として普及していますが、非常に強力なのは、CRISPR と Cas9 の両方の組み合わせです。 前述のように、以前に発見された制限酵素、または DNA はさみが多数あります。 しかし、CRISPR は人間がハサミでどこを切るかを高精度で制御できた最初の方法です。 

基本的に、CRISPR は、ブックマークとして、または「ここで切断を開始」と「ここで切断を停止」という 9 つの標識として機能する DNA の短いセグメントです。 CasXNUMX は、CRISPR を読み取り、ブックマークでマークされた両方のスペースを切断する酵素を放出できるタンパク質です。

CRISPR でできること

ハニー、なに することはできません CRISPRは？ この技術の応用には主に XNUMX つのカテゴリがあります。がんに見られる悪い遺伝物質を修正された DNA 配列に置き換えて、有害な突然変異を排除することと、特定の表現型の側面を改善するために適用することができます。

CRISPR は刺激的です。なぜなら、CRISPR は幼児期に過ぎず、すでに実験室から臨床に飛び出しているからです。 に登場する2015年の研究の著者 自然 することができた HIVの遺伝物質の48%を切除する CRISPR を使用して HIV に苦しむ細胞から。 しかし、がんに関して言えば、CRISPR はすでにペトリ皿からヒトへと飛躍しています。XNUMX 月には、 NIH CRISPR によって操作された T 細胞の最初の研究を承認しました。

この試験は、がんの再発防止に焦点を当てています。 がんと闘った友人や家族がいる人なら誰でも知っているように (悲しいことに、ほとんどの人はそうです)、がんがなくなったと宣言されても、治癒したことにはなりません。 今後 XNUMX 年から XNUMX 年は、治療を免れた微小ながんのポケットが存在するかどうかを確認する以外に選択肢はありません。 CRISPR T 細胞は、そのゲノムに癌性 DNA が挿入されており、すべての病気の帝王を探すハイパービジョン ゴーグルに相当します。

HIV と癌は、病理医学の最も手ごわいゴリアテの XNUMX つです。 それでも、CRISPR を David と比較することは比喩としては不十分です。 デビッドは少なくとも大人でしたが、CRISPR はかろうじて幼児であり、この幼児はすでに、人類の最もしつこい敵に対してゴールを狙っています。

もちろん、ほとんどの人間は、常に HIV と癌の間で揺れ動く生活を送っているわけではありません。 風邪やインフルエンザなど、はるかに複雑ではないより一般的な病気は、サクサクしたステロイドのT細胞の把握により簡単になります.

悪い DNA を切り出すことは良いことですが、CRISPR の真の可能性は欠陥のある DNA の修復にあります。 DNA が適切な場所で切断され、変異部分が除去されると、DNA ポリメラーゼを使用して正しい DNA を融合させることは非常に簡単になります。

米国で最も一般的な遺伝的疾患 　 ヘモクロマトーシス (血中の鉄分が多すぎる)、嚢胞性線維症、ハンチントン病、ダウン症など。 病気の原因となる DNA のセグメントを修正することで、大量の人間の苦しみを防ぐことができます。 さらに、経済的利益は莫大なものになるでしょう。財政保守主義者は、NIH が嚢胞性線維症だけで年間 83 万ドルを節約できることを喜ぶでしょう。 リベラルには、これらの金額を社会福祉に再投資する機会があります。

見つけた方には Down症候群の中絶統計 不穏なことに、CRISPR の修正は、重度の障害を持つ子供を産まないという母親の権利を守りながら、胎児の命を救う適切な妥協案となる可能性があります。

バイオテクノロジーの世界は、すでに CRISPR によって釘付けにされています。 GMO 食品業界だけでも、CRISPR に比べて非常に大雑把な方法で、すでに年間数十億ドルの価値があります。 モンサントのような GMO 企業は、他の食品の丈夫さ、大きさ、おいしさを促進する遺伝子全体を挿入することで、無数の食品を改良してきました。

今、遺伝子スカベンジャー探しは終わり、バイオテクノロジー企業は挿入するのに最適な遺伝子を設計できるようになりました. 今後数十年にわたって、レッド デリシャスは、レッド オーガズムまたはレッド スピリチュアル エクスペリエンスに沿った製品にその優位性を明け渡さなければならない可能性があります。

ビジネスと政治への影響

CRISPR には、破壊的な意味合いと民主化の意味合いもあります。 2010 年代の遺伝子編集は、1970 年代のコンピューターのようなものでした。 それらは存在しますが、不器用でばかげたほど高価です。 それでも、この製品は非常に価値があり、それを買う余裕のある大企業は市場で大きなアドバンテージを得ることができます。

これが、モンサントのような企業が GMO 分野でほぼ独占を獲得できた理由です。 CRISPR は、1980 年代にパーソナル コンピューターがソフトウェアに対して行ったように、遺伝子工学に対して行うことになります。 つまり、テクノロジーを大幅に改善しながら、中小企業や個人が利用できるほど安価にします。 生物学の学生でも、アマチュアのバイオハッカーでも、スタートアップの起業家でも、インターネットで CRISPR キットを数百ドルで購入できます。

したがって、CRISPR は、モンサントのようなバイオテクノロジーの巨人を非常に神経質にするはずです。 会社を弱体化させ、競争力を打ち負かそうとする何百万人もの人々が短剣を与えられました.

一部の人々は、GMO に反対しているためにモンサントに反対しています。 そのような声は科学界ではあまり信用されていません.GMOは非常に安全であると考えられており、事実上すべての人がそれらを食べています.1970年代にアフリカとインドで「緑の革命」を支えた干ばつ耐性/収穫量を増やすGMOは何百人もの人々を救いました.何百万人もの人々が飢餓に苦しんでいます。

しかし、GMO支持者の多くは、モンサントが独占的な商慣行を行っており、貧しい農家にその種子を使用するよう強要しようとしていることから、モンサントに反対しています. CRISPR が登場する前は、遺伝子工学の新興企業を立ち上げるための XNUMX 億ドルの余裕がない限り、彼らにできることはほとんどありませんでした。 彼らのより洗練された議論は、「GMOはあなたの歯を抜けさせ、あなたの子供を自閉症にするだろう」という群集によってかき消される傾向があり、モンサントがその反対を非科学的であると描くことによって正当化することを可能にしました.

現在、CRISPR の比較的手頃な価格により、GMO と遺伝子工学の分野は、民主主義志向の人々、若者、中産階級、企業間の厳しい競争がより速い進歩とより健全な経済を生み出すと信じている人々によって取り戻されるでしょう。硬直した独占よりも。

倫理およびその他の問題

遺伝子工学の倫理的問題は潜在的に大規模です。 ゲノムに転写された人間の免疫系の内外を含むスーパーウイルスを設計する可能性を無視することはできません. これは気がかりな見通しです。 それは通常のパラダイムを逆転させ、 免疫系に対してワクチン接種されているウイルス. 「デザイナー ベイビー」は、優生学の復活と人類の軍拡競争につながる可能性があります。そこでは、文明は最も知的で冷酷な市民を生み出すための絶え間ない闘争に閉じ込められています。

ただし、これらは遺伝子工学の将来の機能に関する問題であり、CRISPR の現在の現実に関する問題ではありません。 今のところ、主に私たち自身の生物学に対する理解が限られているため、主要な倫理的懸念のどれも実現できていません. CRISPR は、前述のスーパーウイルスを作成する青写真があれば、おそらく作成できることを意味します。 しかし、免疫システムに関する私たちの知識は、それを回避できるウイルスを実装するにはあまりにも限られています.

デザイナー ベイビーに関する懸念も同様に誇張されています。 まず第一に、遺伝子工学と優生学を混同することは危険で間違っています。 優生学はゴミ科学です。 優生学は、知性や強さなどの形質は主に遺伝性であるという偽りの仮定に依存していますが、1) これらの形質は非常に定義が不十分であり、2) 形質は遺伝子の複雑な相互作用に由来するというニュアンスのある現代のコンセンサスとは対照的です。 ゲノム （いくつかの個々の遺伝子だけではありません）。

ほとんどの優生学者が白人の人種を公布することに執着していることは、この運動が古い人種差別主義者の考えに正当性を疑似科学的に見せかけようとする試みにすぎないことを示しています。 結局のところ、生物学的現実とは対照的に、白人の「人種」自体は社会的構築物です。

さらに重要なことに、優生学者は「よりクリーンな」遺伝子を力ずくで促進することを一貫して主張してきました。 1920 年代のアメリカでは、これは精神的に病弱な人から性的に無差別な人まで、すべての人を不妊にすることを意味し、1940 年代のドイツでは、何百万人もの罪のない人々を処刑することを意味していました。 第三帝国が診断された統合失調症患者の大部分を処刑したにもかかわらず、現代のドイツは統合失調症の卓越性において近隣諸国からの逸脱を示していません。

とはいえ、遺伝子工学者を優生学者として描くことは、多くの遺伝子を改善するために働いている科学者の名声を汚すことになります。 を だけでなく、現在科学で最もエキサイティングな発明に自分自身を結びつけることによって、優生学者にカムバックを開始する絶好の機会を与えます. CRISPR エンジニアは、クラックポットの人種理論を支持していません。 他には？ 自由、 他には？ あなたの人生をどのように生きるかの選択。

いいえ、CRISPR によって、親が自分の赤ちゃんから同性愛を操作することにはなりません。 「同性愛者の遺伝子」は、同性愛は選択の余地がないという考えを表現するのに非常に適した比喩です。 ただし、現実の実際の表現としては、ほとんど提供されません。 人間のセクシュアリティは、遺伝的基盤と環境的基盤の両方を持つ一連の複雑で連動する行動です。 同性愛嫌悪の親が、後に同性愛者であることが判明した子供を中絶しないという事実は、CRISPR が異性愛に切り替えることができるほど単純な「同性愛者の遺伝子」が存在しないことを証明しています。

同様に、CRISPR による「胚知能爆発」の恐怖の背後にある推論にも欠陥があります。 人間の知性は地球の最高の宝石であり、おそらく太陽系全体の最高の宝石です。 それは非常に複雑で刺激的であるため、その起源は超自然的なものであると多くの人が信じています。 生物学的プログラミング言語である DNA はそれをコード化しますが、現在のところその方法は私たちの理解をはるかに超えています。 CRISPR によって知性を変更する方法を理解した世界は、プログラミング言語で知性を表現する方法を知っていた世界です。

DNA がプログラミング言語であることを思い出すと、CRISPR の機能と、遺伝子工学に対する人々の恐怖を実装するために必要な機能との間のギャップを理解するのに役立つ比喩が得られます。 人体は、数十億行の DNA 塩基対コードで書かれたコンピューター プログラムです。

CRISPR を使用すると、このコードを変更できます。 ただし、入力方法を習得しても、熟練したプログラマーにはなりません。 タイピングは明らかに熟練したプログラマーになるための前提条件ですが、個人がプログラミングの習熟度に近づく頃には、タイピング方法を学ぶという発見をはるかに超えています.