Kandungan
- Peta Genetik Pertama
- Projek Genom Manusia
- Visi kepada Realiti
- Pasangan asas
- Pengubahan Semula Gene
- Lebih Penyelidikan Diperlukan
- Pereka Bayi
- Masa Depan Penyuntingan Gen
Kemajuan pengarang genetik pada bulan Ogos 2017 menimbulkan kebimbangan etika bahawa sesetengah orang mungkin mahu mengeluarkan bayi yang boleh menyanyi seperti Adele, balet tarian seperti Baryshnikov atau padang seperti Cy Young. Para saintis mengatakan idea-idea ini lebih fiksyen sains daripada fakta kerana bakat-bakat seperti ini tidak termasuk gen yang dapat dikenal pasti, tetapi sebaliknya kombinasi gen dari kedua ibu bapa.
Peta Genetik Pertama
Kejuruteraan genetik mempunyai beberapa akar terawal pada tahun 1913, ketika ahli genetik Amerika Alfred Sturtevant mula-mula mengembangkan peta genetik pada kromosom untuk tesis doktornya. Sturtevant membuktikan hubungan genetik - penyebaran bahan genetik - semasa peringkat pembahagian sel pembiakan seksual. Dia mendapati bahawa semasa pembahagian sel, meiosis, bilangan kromosom dalam sel induk dikurangkan sebanyak separuh untuk menghasilkan sel sperma dan telur.
Projek Genom Manusia
Selepas penemuan struktur heliks ganda pada tahun 1953 oleh penyelidik Francis Crick dan James Watson, saintis menyedari bahawa langkah penting telah dibuat untuk membolehkan pemetaan penuh genom manusia. Membina kerja mereka, Frederick Sanger mendapati bagaimana urutan DNA, menentukan urutan empat pangkalan DNA yang ditakrifkan oleh huruf kimia A untuk adenina, T untuk timin, G untuk guanine dan C untuk sitosin. Menjelang tahun 1980-an, proses itu sepenuhnya automatik.
Visi kepada Realiti
Idea pemetaan seluruh genom manusia menjadi realiti pada tahun 1988 apabila Kongres membiayai Institut Kesihatan Nasional dan Jabatan Tenaga untuk "menyelaraskan aktiviti penyelidikan dan teknikal yang berkaitan dengan genom manusia." Dijangka mengambil masa beberapa dekad, projek ini mencatatkan hampir 90 peratus daripada genom manusia menjelang tahun 2000 dan lengkap pada tahun 2003, hanya 50 tahun selepas Crick dan Watson menemui helix dua kali.
Pasangan asas
Telah dijumpai bahawa pangkalan DNA dipasangkan dengan sama pada helai yang bertentangan, A dengan T dan G dengan C untuk membentuk dua pasangan asas. HGP mengenal pasti kira-kira 3 bilion pasangan asas yang wujud dalam nukleus sel kita dalam 23 pasangan kromosom.
Pengubahan Semula Gene
Maju ke Ogos 2017, hanya lima tahun selepas penerbitan teknologi Crispr-9 yang membolehkan pengeditan gen - yang dikenali sebagai 'berkerumun secara kerap merentas pulang palindromik pendek' - sekumpulan saintis antarabangsa dari Oregon, California, Korea dan China berjaya menyunting gen yang cacat dalam embrio manusia yang melepasi kecacatan jantung kongenital, kardiomiopati hipertropik. Kecacatan ini menyebabkan kematian mendadak di atlet muda dan berlaku satu dalam setiap 500 orang.
Pasukan saintis antarabangsa mencuba dua kaedah, salah satunya adalah lebih berjaya daripada yang lain. Yang pertama melibatkan telur yang disenyawakan oleh sperma lelaki yang membawa gen yang cacat. Mereka memotong gen lelaki MYBPC3 yang cacat, dan menyuntikkan DNA yang sihat ke dalam sel dengan idea bahawa genom lelaki akan memasukkan template yang sihat ke kawasan potong; sebaliknya ia melakukan sesuatu yang tidak dijangka. Ia menyalin sel yang sihat dari genom wanita.
Walaupun kaedah ini berfungsi, ia hanya membaiki 36 daripada 54 embrio yang diuji. Manakala tambahan 13 embrio tidak mempunyai mutasi, tidak semua sel daripada 13 adalah mutasi bebas. Kaedah ini tidak selalu berfungsi, kerana sesetengah embrio mengandungi kedua-dua sel diperbaiki dan tidak terbakar.
Kaedah kedua melibatkan memperkenalkan 'gunting' genetik bersama sel sperma ke sel telur yang mengandungi DNA mitokondria sebelum persenyawaan. Ini menghasilkan kadar kejayaan 72 peratus, dengan semua 42 daripada 58 embrio diuji bebas daripada mutasi, walaupun 16 membawa DNA yang tidak diingini. Jika embrio ini berkembang menjadi bayi, dan kemudiannya menghasilkan anak, gen yang cacat tidak akan diwarisi. Embrios yang direka untuk kajian ini telah musnah selepas tiga hari.
Lebih Penyelidikan Diperlukan
Kejuruteraan Germline tidak berfungsi apabila kedua-dua ibu bapa membawa gen yang cacat yang sama, itulah sebabnya banyak saintis ingin menyelesaikan lebih banyak ujian. Di bawah undang-undang persekutuan semasa, pendanaan saintifik berasaskan kerajaan dan kejuruteraan germanium tidak dibenarkan, yang membataskan berapa ahli sains boleh melengkapkan secara sah. Pembiayaan untuk penyelidikan ini sebahagian dari Institut Sains Asas di Korea Selatan, Universiti Kesihatan dan Sains Oregon, dan yayasan swasta.
Pereka Bayi
Idea bagi bayi yang dibuat berjenama menarik perhatian ramai, terutamanya jika dibandingkan dengan kejutan tentang kejuruteraan genetik biji dan makanan. Tetapi sementara langkah-langkah gergasi sedang dibuat dalam menyunting gen yang cacat, membuat bayi pereka tidak begitu mudah.
Para saintis menegaskan bahawa sebanyak 93,000 variasi gen mula bermain dalam menentukan ketinggian manusia. Hank Greely, pengarah Pusat Undang-undang dan Biosains di Stanford menyatakan dalam artikel New York Times, "Kami tidak akan dapat mengatakan, secara jujur, 'Embrio ini kelihatan seperti 1550 pada SAT dua bahagian, sebagai bakat individu meningkat dari banyak kombinasi gen. "
Masa Depan Penyuntingan Gen
Pada ketika ini, para saintis berpendapat bahawa teknik kejuruteraan boleh memberi manfaat kepada orang yang ingin menimbulkan keluarga, tetapi pembawa gen yang cacat bawaan. Joes dan Janes yang kerap tidak akan memikirkan penyuntingan gen dan persenyawaan in-vitro, melainkan ada keperluan khusus, kerana ia merupakan proses yang mahal dan "seks lebih menyeronokkan," kata Dr R. Alta Charo, seorang bioetika di Universiti Wisconsin di Madison.
Namun, apabila masyarakat terus terjun melalui era teknologi yang pesat berkembang, implikasi etika kejuruteraan germinal, penyuntingan gen dan bayi pereka akan terus dibincangkan dan dipertikaikan selama bertahun-tahun akan datang.