E ardhmja e gjithçkaje
Teknologjia e re e redaktimit të gjeneve mund të ringjallë gjithçka nga pëllumbat pasagjerë deri te mamuthët me lesh. Por duhet që shkencëtarët të luajnë Perëndinë?
Nga Amy Dockser Marcus, 11 tetor 2018 – WSJ.com
Pëllumbat janë jashtëzakonisht të pa vënë re. Trembëdhjetë zogj, me moshë dy javë në tre muaj, zënë një kafaz në një objekt kërkimor kafshësh në perëndim të Melburnit, Australi. Ata janë pasardhës të pëllumbit të zakonshëm të shkëmbinjve, banorë të njohur të shesheve të qytetit dhe bankave të parkut – me një dallim të vogël por të rëndësishëm. Këto janë pëllumbat e parë në histori me sistemet riprodhuese që përmbajnë gjenin Cas9, një komponent thelbësor i mjetit korrigjues të gjeneve të Crispr.
Zogjtë e këtij grupi do të lindin me Cas9 në çdo qelizë të tyre, duke u lejuar shkencëtarëve të redaktojnë pasardhësit e tyre me ADN-në nga pëllumbat e zhdukur pasagjerë. Ata zogj, nëse gjithçka shkon në plan, do të jenë kafshët e para të gjalla të korrigjuara me tipare nga një specie, që nuk ekziston më. Grupi u krijua nga Ben Novak, një shkencëtar amerikan, i cili i ka kaluar gjashtë vitet e fundit duke punuar në mënyrë obsesive në një proces të njohur si mos-zhdukja (de-extinction). Qëllimi i tij: të sjellë një zog që u zhduk nga faqja e Tokës në vitin 1914.
Gjatë gjashtë viteve të fundit, teknologjia e re e korrigjimit të gjeneve na ka dhënë ne kontrollin e paimagjinueshëm të mëparshëm mbi gjenetikën. Sistemi Crispr-Cas9 përbëhet nga dy pjesë kryesore: një udhëzues ARN, të cilin shkencëtarët e programojnë për të synuar vende të veçanta në një gjenomë, dhe Cas9 proteina, e cila vepron si gërshërë molekulare. Shkurtimet shkaktojnë riparime, duke i lejuar shkencëtarët të redaktojnë ADN-në në proces. Mendoni për Crispr si një mjet i prerë dhe i ngjitur, ku mund të shtoni ose fshini informacionin gjenetik. Crispr gjithashtu mund të korrigjojë ADN-në e spermës, vezëve dhe embrioneve – duke zbatuar ndryshimet që do të kalohen në gjeneratat e ardhshme. Përkrahësit thonë se ajo ofron fuqi të pashembullt për të drejtuar evolucionin e specieve.
Në janar 2013 shkencëtarët publikuan dokumente që demonstronin se, për herë të parë, ata kishin redaktuar me sukses qelizat e njeriut dhe të kafshëve duke përdorur Crispr. Lajmi nxiti frikën e të ashtuquajturve foshnje projektuese të redaktuar për tipare si inteligjenca dhe atletizmi, diçka që shkencëtarët qëndrojnë është ende larg për shkak të kompleksitetit të këtyre tipareve. Por redaktimi i embrioneve për kërkime është tashmë në proces. Gjatë 18 muajve të fundit, kërkuesit në SHBA dhe Kinë kanë korrigjuar me sukses mutacione që shkaktojnë sëmundje në embrionet e mundshme njerëzore, që nuk kanë për qëllim implantimin ose lindjen.
ILUSTRIMI: SAGMEISTER & WALSH
Teknologjia është përdorur gjerësisht te kafshët. Crispr ka prodhuar pula rezistente ndaj sëmundjeve dhe bagëtitë e qumështit pa brirë. Shkencëtarët në mbarë botën korrigjojnë rregullisht gjenet në minj për kërkime, duke shtuar mutacionet për sëmundjet njerëzore si autizmi dhe Alzheimer me kërkime për shërimet e mundshme. Derrat e korrigjuar nga Crispr përmbajnë veshka, që shkencëtarët shpresojnë të testojnë si transplantime për njerëzit.
Crispr është diskutuar si një mjet mos-zhdukje që nga ditët e tij më të hershme. Në mars të vitit 2013, grupi i ruajtjes Revive & Restore (ringjall dhe rikthe) bashkëorganizoi konferencën e parë TedXDeExtinction në Uashington, D.C. Revive & Restore u bashkë-themelua nga Stewart Brand, krijuesi i katalogut Wholly Earth kundërkulturor dhe një avokat vokal për ringjalljen e një pëllumbi pasagjer.
Në konferencë, George Church, një pionier i Crispr dhe gjenetist në Shkollën Mjekësore të Harvardit, paraqiti një plan shkencor për ringjalljen e një specieje. Kisha nuk u përqëndrua në pëllumbat pasagjerë, por në projektin e tij të përkëdhelur, mamuthët me lesh. Shkencëtarët, shpjegoi kisha, kishin sekuencuar pjesërisht gjenin e mamuthit, duke përdorur ADN-në e nxjerrë nga eshtrat e lashta dhe mbetjet e tjera. Të armatosur me këtë informacion, ata mund të përdorin Crispr për të redaktuar ADN nga elefanti aziatik, gjallesa më e afërt e gjallë e mamuthit. Nëpërmjet prerjes dhe ngjitjes gjenetike, tiparet fizike dhe të sjelljes së shtresës së gjelbër-veshja e saj e njëjtë dhe aftësia për të përballuar temperaturat nënzero-mund të shtohen në qelizat e elefantëve që jetojnë.
Ideja që mamuthat me lesh mund të bredhin përsëri në Tokë kanë bërë tituj në mbarë botën. Por në fjalimin e tij, të titulluar “Hybridizing With Species Extinct“, kisha tha se rezultati i synuar i eksperimentit të tij të zhdukjes nuk ishte një faksimil gjenetik i mamuthit. Me anën e mjaftueshme të ADN-së, shpjegoi kisha, një elefant aziatik i korrigjuar nga Crispr do të bëhej diçka tjetër krejtësisht: një hibrid modern, që dukej dhe sillej si një mamuth, por që ndante ADN-në me një specie të gjallë.
Për shumë njerëz në audiencë atë ditë, një ide e drejtë nga fiksioni shkencor papritmas dukej e besueshme. “Crispr e ka vënë mos-zhdukjen në pjatë“, thotë Novak, i cili foli në konferencën TedXDeExtinction dhe drejton projektin e pëllumbave pasagjerë për Revive & Restore.
Pëllumbat pasagjerë kanë një kult-pas-një rrjeti global të “pëllumbave” që përfshijnë shkencëtarët, konservatorët, ornitologët, kultivuesit e pëllumbave, gjenetistët e shpendëve dhe zogjtë e zjarrtë, që dëshirojnë të shohin speciet e ringjallura. Edhe midis këtyre manjakëve, pasionet e Novak-ut dallojnë. Nga 1,500 pëllumba pasagjerë të mbushur në muzetë dhe koleksionet private, ai ka parë 497 personalisht.
Ai e kupton se obsesioni i tij është i vështirë për shumicën e njerëzve që ta kuptojnë. Ai e ka vështirë ta shpjegojë atë vetë. Novak u rrit në një qytet prej 200 personash në Dakotën e Veriut. Shumë kohë para se të mund të lexonte, ai ishte i hipnotizuar nga ideja e zhdukjes, duke gërmuar pa sukses për fosilet në oborrin e shtëpisë së tij. “Isha një fëmijë i zakonshëm,” thotë ai.
Nuk ka asnjë plan për të rikthyer pterodaktilin. Zhdukja nuk nënkupton “Jurassic Park”. ILLUSTRATION: SAGMEISTER & WALSH
Në klasën e tetë, Novak ishte duke punuar në një projekt të drejtë shkencor mbi zogun dodo, kur zbuloi se speciet ishin në thelb “një pëllumb gjigant i zhdukur“. Asgjë nuk e përgatiti për nxitimin që ndiente kur, në moshën 14-vjeçare, ai pa një pëllumb pasagjer, ndërsa po shikonte rrotull përmes një libri të Shoqatës Kombëtare Audubon. “Mendova se ishte një zog i mrekullueshëm”, thotë Novak.
Pëllumbat pasagjerë meshkuj ishin veçanërisht të gjallë, me gjoksin e kuq, shputat dhe këmbët dhe arna të kuqërremta që shkëlqenin në anët e fytit të tyre. Zogjtë udhëtonin në tufat që mund të numëroheshin tre miliardë dhe njiheshin për hirin dhe shpejtësinë e tyre, duke fluturuar deri në 60 milje në orë. Novak lexoi historitë që përshkruanin kopetë e pëllumbave pasagjerë aq të mëdha, saqë errësuan qiellin për ditë me kalimin e tyre. Këto tufa masive luajtën një rol të rëndësishëm ekologjik, duke thyer degë për të lejuar dritën e diellit për rinovimin e pyjeve dhe pasurimin e tokës me jashtëqitjen e tyre. Zogjtë u çmuan për mishin e tyre; gjuetarët mund të shohin kopetë që afrohen nga milje larg. Numri i tyre shkoi në rënie të madhe në fund të viteve 1800 dhe nuk u gjet kurrë.
Pëllumbi i fundit i njohur pasagjer – një zog i quajtur Martha – vdiq në robëri në një kopsht zoologjik të Cincinnati në vitin 1914. Dyshimi i saj shkaktoi kalimin e ligjeve moderne të ruajtjes për të mbrojtur speciet e tjera të rrezikuara në SHBA. Pak pas vdekjes së saj, Martha u ngrit dhe u dërgua në Smithsonian Institution në Uashington, DC, për t’u mbushur. Ajo nuk është më në ekran, por Novak, sigurisht, e ka parë atë. “Martha është në gjendje të keqe”, thotë ai. Historia e shkruar dhe taksimi i degraduar intensifikuan dëshirën e Novak për të ringjallur speciet. “Askush nuk mund të më tregojë se çfarë ishte një pëllumb i udhëtarëve në jetën reale”, thotë ai. “Ndihem i grabitur nga historia”.
Gene-edited beef could be coming to dinner plates around the globe. In this episode of Moving Upstream, WSJ’s Jason Bellini travels to Brazil to meet the world’s first cow that’s been engineered for warmer climates. Photo: Brian Wengrofsky
Hapi i parë ishte përcaktimi i gjenomit të pëllumbave pasagjerë. Projekti u udhëhoq nga Beth Shapiro, profesor i ekologjisë dhe biologjisë evolucionare në Universitetin e Kalifornisë, Santa Cruz dhe autori i librit “Si të klonim një mamuth“. Laboratori Shapiro studion ADN-në e kafshëve të zhdukura, duke nxjerrë fragmente nga kockat dhe mbetje të tjera, disa që datojnë qindra mijëra vjet. Novak u bashkua me laboratorin në vitin 2013 për të punuar në projektin e pëllumbave pasagjerë; Revive & Restore financoi punën e tij.
Sekuenca e gjenomit të specieve të zhdukura nuk është detyrë e lehtë. Kur një organizëm vdes, ADN-ja në qelitë e saj fillon të degradohet, duke u lënë shkencëtarëve atë që Shapiro e përshkruan si “një supë me triliona fragmente të vogla” që kërkojnë rindërtimin. Për projektin e pëllumbave pasagjerë, Shapiro dhe ekipi i saj morën mostrat e indeve nga bishtat e shpendëve të mbushur në koleksionet e muzeut. ADN-ja në indin e vdekur i la ata me gjurmë torturuese, por një pamje jo të plotë. Për të mbushur boshllëqet, ata sekuencuan gjenomin e pëllumbit të brezit, të afërmit më të afërt të pëllumbit pasagjer.
Duke krahasuar genomet e dy zogjve, hulumtuesit filluan të kuptonin se cilat tipare i dallonin pëllumbat pasagjerë. Në një dokument të botuar vitin e kaluar në “Shkenca”, ata raportuan gjetjen e 32 gjeneve, që e bënë speciet unike. Disa nga këto i lejonin zogjtë të përballonin stresin dhe sëmundjen, tipare thelbësore për një specie, që jetonte në kopetë e mëdha. Ata nuk gjetën gjene që mund të kenë çuar në zhdukje. “Pëllumbat pasagjerë u zhdukën, sepse njerëzit i gjuanin për vdekje”, thotë Shapiro.
Në vitin 2014, Shapiro mësoi një klasë pasuniversitare për zhdukjen dhe kërkoi nga secili nxënës që të bënte një rast për sjelljen e një kafshe nga të vdekurat. Zogj të zhdukur pa krahë – moa e Zelandës së Re dhe dodo – ishin të preferuarat, së bashku me delfinin e lumit Yangtze. Disa studentë përmendën rëndësinë ekologjike të kafshës ose vlerën e turizmit. Të tjerë përmendin rolin që njerëzit kanë luajtur në zhdukjen e një specieje – një gur themeli i argumentit të Stewart Brand për ringjalljen e pëllumbit të pasagjerëve.
Sipas Shapiro, asnjë prej këtyre argumenteve nuk justifikon zhdukjen. “Cila është pika për të sjellë diçka mbrapa, nëse nuk e dimë pse ajo u zhduk?” Pyet ajo. “Ose nëse e dimë pse u zhduk, por nuk e kanë rregulluar problemin?”
Dodo, thotë ajo, ilustron këtë çështje të fundit. Zogu i fluturimit, i lindur në ishullin Mauritius të Oqeanit Indian, mbivendoset në tokë dhe vuri vetëm një vezë në të njëjtën kohë. Vendbanuesit që erdhën në vitin 1638 sollën macet, minjtë dhe derrat që hanë vezët e dodo. “Nuk ka asnjë pikë për ta sjellë dodon prapa“, thotë Shapiro. “Vezët e tyre do të hahen në të njëjtën mënyrë që i bënë ato të zhduken herën e parë“.
Pëllumbat e ringjallur të pasagjerëve gjithashtu mund të përballen me ri-zhdukjen. Speciet lulëzuan në vitet para vendosjes evropiane të Amerikës së Veriut, kur pyjet e mëdha mbështetën miliarda zogjsh. Këto pyje janë zëvendësuar nga qytete dhe toka bujqësore. “Habitati i pëllumbave të pasagjerëve që duhet të mbijetojë gjithashtu është zhdukur,” thotë Shapiro.
Interesi i saj për zogun ishte rrënjosur në ruajtje sesa në zhdukje. Kuptimi i shkakut të saktë të zhdukjes së specieve mund të ndihmojë shkencëtarët të mbrojnë kafshët e gjalla dhe ekosistemet. Shapiro argumenton se gjenet e pëllumbave të pasagjerëve në lidhje me imunitetin mund të ndihmojnë zogjtë e rrezikuar të sotëm të mbijetojnë. “Doja të studioja pëllumbin e pasagjerëve,” thotë Shapiro. “Ben donte të kthente në jetë pëllumbat e pasagjerëve“.
Por çfarë do të thotë të sjellësh një specie të zhdukur? Andre E.R. Soares, një shkencëtar që ndihmoi në renditjen e gjenomit të pëllumbave të pasagjerëve, thotë se shumica e njerëzve do të pranojnë një lookalike si dëshmi të zhdukjes. “Nëse ai duket si një pëllumb i udhëtarëve dhe fluturon si një pëllumb i udhëtarëve, nëse ka të njëjtën formë dhe ngjyrë, ata do ta konsiderojnë atë një pëllumb të udhëtarëve“, thotë Soares.
Shapiro thotë se kjo nuk mjafton. Përfundimisht, thotë ajo, mjetet e redaktimit të gjeneve mund të jenë në gjendje të krijojnë një kopje gjenetike të një specieje të zhdukur, “por kjo nuk do të thotë se do të përfundosh me një kafshë, që sillet si një pëllumb i udhëtarëve ose një mamuth i leshtë“. Ne mund ta kuptojmë natyrën e një specieje të zhdukur përmes gjenomit të saj, por ushqimi është një çështje tjetër. Pa mamuthë të gjallë apo pëllumba të udhëtarëve për të modeluar sjelljen sociale, cilët do të mësojnë këto kopje gjenetike se si të sillen si lloji i tyre?
“Ne do të kemi nevojë për një biologji të re dhe emra të rinj për të gjithë këtë“, thotë Soares.
Kisha pranon se ka pengesa për zhdukjen, jo pak prej të cilave është frikë publike. Por historia e shkencës, thotë ai, është e mbushur me ide që fillojnë të duken shumë të ngarkuara, të ngrenë çështje komplekse etike dhe me kalimin e kohës lëvizin drejt pranimit social. “Sa më shumë të panjohura janë, aq më shumë intensifikohet mosmarrëveshja“, thotë ai. Ai tregon për fertilizimin in vitro, tani një teknologji rutinë riprodhuese që ka çuar në lindjen e miliona fëmijëve. Kur IVF u propozua për herë të parë, njerëzit u shqetësuan për etikën, pasojat dhe rreziqet e mundshme. “Sapo Louise Brown u lind në vitin 1978 dhe krejtësisht normale, mosmarrëveshja u zhduk,” thotë kisha.
Në pothuajse çdo vend, procesi i zhdukjes kërkon miratimin nga qeveritë, komitetet akademike dhe publiku përgjatë rrugës. Për të injektuar gjenin Cas9 në zogjtë e tij, Novak kishte nevojë për leje nga Zyra e Rregullatorit të Teknologjisë së Gjeneve në Australi, si dhe komitetet e etikës dhe mirëqenies së kafshëve. Ai do të ketë nevojë për një raund tjetër miratimi për të rritur dhe për të redaktuar brezin e ardhshëm të pëllumbave të tij.
Në ndërkohë, Novak po krijon vazhdimisht tufën. Në maj ai ka injektuar 19 vezë me gjenin Cas9, por vetëm dy pëllumba kanë mbijetuar në vreshta. Në gusht, 11 shakuna mbijetuan nga 46 vezë. Novak dhe një ekip i vogël shkencëtarësh planifikojnë të përsërisin procesin derisa të kenë 22 palë zogj për mbarështim. Ata po shqyrtojnë tiparet e pëllumbave të pasagjerëve për të shtuar së pari, duke krehur përmes të dhënave sekuenciale për gjenet, që lidhen me ngjyrosjen dalluese të zogut të zhdukur dhe preferencën për jetën në tufat e mëdha.
Pasi ai përcakton se si ADN-ja e pëllumbave të pasagjerëve shfaqet në pëllumbat e rrokut, Novak shpreson të korrigjojë pëllumbin e brezit, të afërmit më të ngushtë të pëllumbit të pasagjerëve, me sa më shumë të jetë e mundur tiparet përcaktuese të zogjve të zhdukur. Përfundimisht, thotë ai, ai do të ketë një krijesë hibride, që duket dhe vepron si një pëllumb i pasagjerëve (megjithëse pa trajnime prindërore), por ende përmban ADN-në e pëllumbit të bishtit. Këta zogj të rinj do të kenë nevojë për një emër, të cilin krijuesi i tyre njerëzor tashmë ka zgjedhur: Patagioenas neoectopistes, ose “pëllumbi i ri i Amerikës“.
Shkruaj për Amy Dockser Marcus në [email protected]
Shkrimi në origjinal: WSJ.com
