Noile tehnologii de modificare a ADN-ului prin editarea genelor prezintă un potențial uimitor – de la tratarea bolilor genetice și modificarea plantelor de cultură până la rezistența la pesticide sau în fața schimbărilor climatice.
ADN-ul nostru este format din patru molecule de baze azotate: adenina (A), timina (T), citozina (C) și guanina (G). Secvențe ale acestor patru baze azotate sunt grupate sub formă de gene. Genele codifică substanțe vitale pentru organism, cum sunt proteinele. Proteinele sunt molecule importante, esențiale pentru menținerea unui corp sănătos și funcțional.
Genele pot fi scurte sau lungi. Genele scurte sunt alcătuite, de obicei, din mai puțin de o sută de baze azotate. Un bun exemplu de acest fel sunt genele ribozomale. Genele lungi sunt formate din milioane de baze azotate. De exemplu, gena DMD codifică o proteină denumită distrofină, care oferă suportul structural necesar celulelor musculare. DMD este formată din peste 2,2 milioane de baze azotate.
Cum funcționează editarea genelor?
Editarea genelor este o tehnologie care poate modifica secvențele de ADN în unul sau mai multe puncte ale catenei sale. Oamenii de știință pot înlătura sau modifica o singură bază azotată ori pot introduce o genă întreagă. Practic, editarea genelor poate rescrie ADN-ul.
Există mai mult metode de editare a genelor, dar cea mai populară este tehnologia CRISPR-Cas9, documentată pentru prima dată într-un articol publicat în anul 2012. Cas9 este o enzimă care funcționează ca un „foarfece” ce poate tăia ADN-ul.
Enzima este asistată de o catenă de ARN (o moleculă creată de oamenii de știință, similară cu ADN-ul), care ghidează enzima Cas9 spre porțiunea de ADN pe care oamenii de știință vor să o modifice și o leagă de gena-țintă. În funcție de ceea ce doresc oamenii de știință, ei pot înlătura doar un segment de ADN, pot înlocui o singură bază azotată sau pot insera o secvență mai mare (o genă). După finalizarea procedurii, procesul natural de reparare a ADN-ului lipește la loc părțile tăiate.
Ce poate face editarea genelor?
Beneficiile editării genelor ar putea fi semnificative pentru omenire. De exemplu, modificarea unei singure baze azotate din ADN ar putea reprezenta un tratament viitor pentru anemia falciformă – o boală genetică a sângelui. Oamenii cu această afecțiune prezintă o mutație la nivelul unei singure baze azotate (A este înlocuită cu T). Aceasta face ca gena respectivă să fie mai ușor de modificat decât în cazul unor afecțiuni genetice mai complexe, cum sunt bolile cardiace sau schizofrenia.
Oamenii de știință dezvoltă, de asemenea, noi tehnici de inserare a unor segmente mari de baze azotate în ADN-ul plantelor de cultură în scopul creșterii rezistenței acestora la secetă și adaptării la schimbările climatice.
De ce editarea genelor este controversată?
Editarea genelor este un subiect controversat. Iar dacă autoritățile nu vor reglementa corect utilizarea acestei tehnologii, ea ar putea deveni o tehnologie de care să beneficieze doar cei bogați.
De asemenea, tehnologia de editare a genelor vine cu un risc.
Primul caz de implantare ilegală a unui embrion modificat genetic a fost raportat în anul 2019 în China și a dus la condamnarea la închisoare a trei oameni de știință. Cei trei cercetători încercau să protejeze doi gemeni față de transmiterea virusului imuno-deficienței umane (HIV) de la tatăl lor.
Însă atunci când alți oameni de știință au studiat pasaje nepublicate din studiul respectiv, ei s-au temut că, în loc să introducă imunitatea, cercetătorii au creat mutații ale căror consecințe sunt încă necunoscute. Riscurile asociate cu editarea genetică a bebelușilor sunt atât de mari încât procedura nu va deveni legală mult timp de acum înainte. Orice greșeală ar putea distruge sănătatea copilului sau ar putea duce la boli în timpul vieții, printre care și cancerul.
Legile și reglementările din jurul tehnologiei de editare a genelor sunt stricte. Majoritatea țărilor interzic implantarea unui embrion care a fost modificat genetic în orice fel. Totuși, după cum arată exemplul din 2019, legile pot fi încălcate.
Editarea genelor prezintă și unele avantaje. Ea are potențialul de a trata bolile genetice și de a crea plante rezistente la secetă. Însă oamenii de știință trebuie să lucreze împreună cu autoritățile de reglementare pentru a se asigura că tehnologia poate fi utilizată în beneficiul omenirii și cu riscuri minime.
Sursa: The Conversation