انقلاب دی‌ان‌ای: کریسپر کاس۹

تولد میمون با روش کریسپر و ژن درایو

در کنار میز کارش یک بنر قرار دارد که هر مرحله از رشد یک گونه‌ی خاص – آدس‌اجیپتی (Aedesaegypti)- را نمایش می‌دهد. از مرحله‌ی تخم تا شفیره تا رشد کامل؛ این تصاویر به حدی بزرگ شده‌اند که حتی دوستداران فیلم پارک ژوراسیک راهم می‌ترسانند. روی پلاک اتومبیلش تنها یک کلمه دیده می‌شود:AEDES(پشه‌ی آئدس) جیمز که متخصص ژنتیک مولکولی در دانشگاه کالیفرنیاست، می‌گوید: «۳۰ سال است شیفته‌ی پشه‌ها هستم»

تقریبا ۳۵۰۰ گونه پشه وجود دارد، اما جیمز تنها روی چند گونه از آن‌ها مطالعه می‌کند، که هر یک از آن‌ها در زمره‌ی کشنده‌ترین جانداران کره‌ی زمین هستند. از جمله آنوفل گامبیا ناقل انگل مالاریا که سالانه جان صدهاهزار نفر را می‌گیرد.

اما جیمز در بیشتر دوران حرفه‌ای‌اش روی آئدسی تمرکز کرده است. تاریخ‌دانان بر این باورند که این پشه در قرن هفدهم، از آفریقا و از طریق کشتی‌های حامل برده به آمریکا آمده، و تب زرد را که تاکنون میلیون‌ها نفر را کشته، به همراه خود آورده است. امروزه این پشه علاوه بر پاتوژن‌هایی چون چیکونگونیا ویروس نیلی غربی و زیکا، ناقل تب دانگ نیز هست که سالانه حدود ۴۰۰ میلیون نفر را آلوده می‌کند. در یک شیوع گسترده که سال گذشته در برزیل آغاز شد، زیکا ظاهرا بانی بروز طیفی از اختلالات عصبی شده است، از جمله یک نقص نادر به نام مایکروسفالی که نوزادان مبتلا به آن با سرهای به طور غیرعادی کوچک و مغرهای رشد نکرده متولد می‌شوند.

هدف آزمایشگاه جیمز و هدف حرفه‌ی او این بوده که روشی برای دستکاری ژن‌های پشه پیدا شود تا این جانوران قادر به پراکنده کردن این بیماری‌ها نباشند. تا همین اواخر، این مسیر طولانی بدون جذابیت، و تا حد زیادی نظری بوده است. اما با ترکیب یک فناوری نوین به نام «کریسپر کاس ۹» (CRISPR Cas 9) با یک سیستم خنثی معروف به ژن‌درایو، نظریه به سرعت به واقعیت تبدیل شده است.

کریسپر قدرتی کاملا نوین را در اختیار انسان می‌گذارد. برای نخستین‌بار دانشمندان می‌توانند با دقت و سرعت، دی ان ای هر جانداری از جمله ما انسان‌ها را تغییر دهند، از بین ببرند و از نو تنظیم کنند.

این فناوری در سه سال اخیر زیست‌شناسی را دگرگون کرده است. محققان با کار کردن روی نمونه‌های حیوانی در آزمایشگاه‌های سرتاسر جهان، از فناوری کریسپر برای اصلاح نقص‌های ژنتیکی وخیم از جمله جهش‌هایی که موجب دیستروفی ماهیچه‌ای، فیبروز سیستیک (سفتی مخاط) و یک نوع هپاتیت می‌شوند، استفاده کرده‌اند. به تازگی چندین گروه در تلاش برای از بین بردن ویروس اچ‌آی‌وی(HIV) موجود در دی ان ای سلول‌های انسانی، از فناوری کریسپراستفاده کرده‌اند. نتایج تنها تاحدی موفقیت‌آمیز بوده است، اما بسیاری از دانشمندان باور دارند که این فناوری احتمالا به درمان ایدز کمک خواهد کرد.

علاوه بر این، دانشمندان در آزمایش‌های‌شان از کریسپر برای از بین بردن ویروس‌هایی که در خوکها وجود دارند و مانع پیوند اعضای آنها به انسان‌ها می‌شوند، استفاده کرده‌اند. بوم‌شناسان به دنبال روش‌هایی هستند تا بتوانند با این فناوری از گونه‌های در معرض خطر محافظت کنند. همچنین زیست‌شناسان گیاهان، که با تنوع بسیاری از محصولات سروکار دارند، در تلاش اند ژن‌هایی را که جذب کننده‌ی آفت هستند را از بین ببرند. کریسپر این گونه، با تکیه بر زیست‌شناسی به جای مواد شیمیایی، به ما کمک خواهد کرد تا وابستگی ما به آفت‌کش‌های سمی کم شود.

آینده کریسپر کاس 9

هیچ یک از دستاوردهای علمی قرن گذشته تا این حد نویدبخش نبوده، و تا این حد مسائل دشوار اخلاقی در پی نداشته است. از همه جنجالی‌تر این است که اگر از فناوری کریسپر  استفاده شود تا سلول‌های زاینده‌ی جنین انسان -سلول‌های حاوی اطلاعات ژنتیکی که توانایی این را دارند که به نسل بعدی منتقل شوند- اصلاح شوند، چه اصلاح یک نقص ژنتیکی باشد، چه پرورش یک خصیصه‌ی دلخواه، این تغییر تا ابد به فرزندان آن شخص و فرزندان آنها نیز منتقل خواهد شد. پیش بینی عواقب چنین تغییرات عمیقی، اگر نگوییم غیرممکن، بسیار دشوار خواهد بود.

اریک لندر که مدیر «انستیتو براد» دانشگاه هاروارد و ام‌آی‌تی است و رهبری پروژه‌ی ژنوم انسان را به عهده دارد، می‌گوید: «این یک فناوری قابل توجه است که کاربردهای بزرگ فراوانی دارد. اما اگر قرار باشد کاری سرنوشت‌ساز مانند بازنویسی سلول‌های زاینده انجام دهیم، باید بتوانیم یک دلیل بسیار قانع‌کننده برای این کار داشته باشیم و خوب است بتوانیم بگوییم این تصمیم را جامعه گرفته است. که در صورت عدم توافق همگانی این کار انجام نخواهد شد.»

لندر به من گفت: «دانشمندان در جایگاهی نیستند که به این سوال‌ها پاسخ دهند، و من نمی‌دانم چه کسی در چنین جایگاهی قرار دارد.»

کریسپر کاس۹ دو بخش دارد. بخش اول یک آنزیم است به‌نام کاس۹، که به عنوان قیچی سلولی برای بریدن دی‌ان‌ای عمل می‌کند. در طبیعت باکتری‌ها از آن برای قطع کردن و غیرفعال کردن رمز ژنتیکی ویروس‌های اشغالگر استفاده می‌کنند.

بخش دیگر شامل یک راهنمای آر‌ان‌ای است که قیچی را به سمت نوکلئوتیدهای مورد نظر(حروف شیمیایی دی ان ای) که برای بریدن آن‌ها فرستاده شده است. هدایت می‌کند.

دقت راهنما فوق‌العاده است. دانشمندان می‌توانند یک بخش جایگزین‌کننده‌ی ساختگی را به هر قسمتی از یک ژنوم تشکیل شده از میلیاردها نوکلئوتید بفرستند. هنگامی که این بخش به مقصد مورد نظر برسد، آنزیم کاس۹ توالی دی‌ان‌ای ناخواسته را می‌شکافد. برای پر کردن جای خالی، این سلول بخشی جدید دی‌ان‌ای را که در بسته‌ی کریسپر فرستاده شده است، وارد می‌کند.

مراکز پیشگیری و کنترل بیماری‌ها در ایالات متحده، بر اساسی الگوی بیماری‌های دیگری که ناقل آنها پشه است، تخمین زده‌اند که در پایان فراگیر شدن زیکا در پورتوریکو، حداقل یک چهارم جمعیت ۳۵ میلیون نفری آن جا احتمالا به زیکا آلوده خواهند شد. این بدین معناست که هزاران زن باردار احتمالا آلوده خواهند شد. در حال حاضر تنها گزینه‌ی موثر برای مقابله بازیکا، غرق کردن جزیره در آفتکش است.

جیمز و دیگران می‌گویند که اصلاح پشه‌ها توسط کریسپر- و استفاده از ژن‌درایو برای ماندگار کردن این تغییرات-روش بسیار مناسب‌تری خواهد بود.

ژن‌درایوها این توانایی را دارند که قوانین سنتی و وراثتی را لغوکنند. در حالت عادی اعقاب هر حیوان جفت‌گیری کننده یک نسخه از هر ژن را از هر یک از والدین به دست می‌آورد. اما برخی از آن ژن‌ها به اصطلاح «خودخواه» هستند. سیر تکامل به آنها شانس بیش از ۵۰ درصد برای به ارث برده شدن اعطا کرده است. در تئوری، دانشمندان می‌توانند پیش از آن که حیوانات را برای جفت‌گیری طبیعی رها کنند، از طریق متصل کردن رشته‌ی دی‌ان‌ای دلخواه روی ژن مورد علاقه، برای تغییر دادن دی‌ان‌ای یک گونه، کریسپر را با یک ژن‌درایو ترکیب کنند. با استفاده از کریسپروژن-درایو به طور

هم‌زمان، می‌توان از بروز تقریبا هر خصیصه‌ی ژنتیکی در یک جمعیت اطمینان حاصل کرد. سال گذشته، در تحقیقی که در مجله ی «اقدامات آکادمی ملی علوم آمریکا» به چاپ رسید، جیمز از کریسپر برای مهندسی کردن نسخه‌ای از پشه‌ی آنوفل که در آن پشه قادر به پراکنده کردن انگل مالاریا نباشد، استفاده کرد. او این گونه توضیح می‌دهد: «ما یک بسته‌ی کوچک از ژن‌ها را اضافه کردیم که به پشه این امکان را می‌دهد که مثل همیشه عمل کند، فقط با یک تغییر جزئی». آن تغییراز منتقل شدن انگل کشنده از طریق پشه ممانعت می‌کند.

مبارزه با پشه‌ی آئدس، که ناقل پاتوژن‌های متعددی است. نیازمند روشی متفاوت است. او به من گفت: «کاری که باید کرد، این است که یک ژن درایو طراحی کنیم که حشرات را عقیم کند. به وجود آوردن یک پشه‌ی مقاوم به زیکا در حالی که ناقل دانگ و بیماری‌های دیگری باشد، بیهوده است.»

جیمز و همکارانش، برای مبارزه با دانگ، بسته‌هایی از کریسپر را طراحی کرده‌اند که می‌توانند به سادگی یک ژن طبیعی را از یک والد وحشی بردارند و با نسخه‌ی دیگری که انتقال‌دهنده‌ی ناباروری در اعقاب آنهاست، جایگزین کنند. اگر آن پشه‌ها به تعداد کافی برای جفتگیری رها شوند، طی چند نسل (که هر نسل به طور معمولا دو تا سه هفته دوام می‌آورد) کل این گونه دارای نسخه‌ی طراحی شده خواهند بود.

اصلاح ژنتیک پشه با کریسپر

جیمز کاملا آگاه است که آزاد کردن یک جهش طراحی شده برای پراکنده شدن سریع درون یک جمعیت وحشی، می‌تواند عواقب پیش‌بینی نشده‌ای دربر داشته باشد که بازگشت از آن دشوار است. او می‌گوید: «قطعا خطرهایی در رابطه با رهاسازی حشرات طراحی شده در آزمایشگاه وجود دارد، اما به نظر من خطر انجام ندادن این کار بسیار بزرگتر است.»

اکنون از زمانی که دانشمندان چگونگی جدا کردن نوکلئوتیدها از ژن‌های یک جاندار و اتصال آنها به ژن‌های یک جاندار دیگر را با نیت وارد کردن خصایصی دلخواه، کشف کرده‌اند، بیش از ۴۰ سال می‌گذرد. متخصصان زیست‌شناسی مولکولی از این که این روش، که به آن دی‌ان‌ای باز پیوسته می‌گویند، امکانات فراوانی برای تحقیقاتشان به وجود می‌آورد، بسیار خرسند هستند. اما دانشمندان از ابتدا همچنین متوجه شدند که اگر بتوانند دی‌ان‌ای را بین گونه‌ها منتقل کنند، شاید به طور ناخواسته ویروس و پاتوژن‌های دیگر را نیز منتقل کنند. این امر می‌تواند موجب بروز بیماری‌های پیش‌بینی نشده‌ای شود که برایشان هیچ نوع پیش‌گیری، مداوا یا درمان طبیعی وجود ندارد. این امکان هیچ کسی را بیشتر از خود دانشمندان به هراسی نینداخت.

در سال ۱۹۷۵، متخصصان زیست‌شناسی مولکولی از سرتاسر جهان در آسیلومار کانفرنس گراندز  در امتداد ساحل مرکزی کالیفرنیا گرد هم آمدند تا چالش‌هایی را که این فناوری به همراه خود می‌آورد، مورد بررسی قرار دهند. در پایان جلسه، آنها بر سر یک سری تدابیر حفاظتی، از جمله درجاتی از امنیت آزمایشگاه که متناسب با ریسک‌های احتمالی آزمایش‌ها افزایش پیدا کند، به توافق رسیدند. خیلی زود مشخص شد این حفاظت‌ها موثر واقع شده‌اند و مزایای احتمالی بسیار گسترده هستند.

مهندسی ژنتیک بهبود بخشیدن به زندگی میلیون‌ها نفر را آغاز کرد. دیابتی‌ها به عنوان مثال، می‌توانند روی عرضه‌ی پیوسته‌ی انسولین مهندسی شده‌ی ژنتیکی حساب کنند، که در آزمایشگاه از طریق قرار دادن ژن‌های انسولین انسانی درون باکتری‌ها و سپس پرورش آن‌ها درون تانک‌های بسیار بزرگ ساخته شده‌اند.

محصولات مهندسی شده‌ی ژنتیکی(محصولات تراریخته ژنتیکی)، که در برابر حشرات و علفکش‌ها مقاوم هستند و میزان محصول بیشتری به بار آورند، شروع به دگرگون کردن بیشتر کشاورزی در جهان کردند. اما در حالی که داروهای مهندسی شده‌ی ژنتیکی به طور گسترده مورد قبول واقع شده‌اند، محصولات کشاورزی که با روشی مشابه به وجود آمده‌اند، چنین مقبولیتی به دست نیاورده‌اند.

با وجود این که حجم انبوهی از تحقیقات نشانگر این است که خوردن این محصولات نسبت به خوردن دیگر محصولات خوراکی خطر بیشتری به همراه ندارد. همان طور که غوغای ایجاد شده بر سر برچسبهای جی‌ام‌او(جانداران دستکاری شده‌ی ژنتیکی – GMO) نشان داده است، وقتی مردم از خوردن یک خوراک خودداری می‌کنند، اهمیتی ندارد که آن محصول بی‌خطراست یا خیر۔

شاید کریسپر یک راه حلی برای این تنگنای فرهنگی-علمی فراهم کند. از آغاز دوران باز پیوسته، تعریف واژهی «ترا-ژنی» و عبارت «جی‌ام‌او» بر اساس عمل ترکیب آزمایشگاهی دی‌ان‌ای گونه‌هایی بوده است که در حالت عادی قادر به جفت گیری در طبیعت نیستند. اما دانشمندان امیدوارند که تغییر دادن دی‌ان‌ای به وسیله‌ی کریسپر بتواند موجب کاهش مخالفت‌ها شود. این امر به به محققان این توانایی را می‌دهد تا بدون استفاده از دی‌ان‌ای یک گونه‌ی دیگر، ژن‌های خاصی را تغییر دهند.

برنج طلایی به عنوان مثال، یک برنج دستکاری شده‌ی ژنتیکی است که مهندسی شده است تا دارای ژن‌های لازم برای تولید ویتامین آ در بخش خوراکی این دانه شود؛ چیزی که به طور طبیعی در گیاهان برنج رخ نمی‌دهد. سالانه حدود نیم میلیون کودک در کشورهای در حال توسعه به دلیل کمبود ویتامین آ نابینا می شوند، اما فعالان ضد جی‌ام(ضد محصولات تراریخته) و با تحقیقات در این زمینه مبارزه کرده و مانع از تولید انبوه این برنج شده‌اند.

با استفاده از کریسپر به احتمال قوی دانشمندان تنها با تغییر ژن‌هایی که به خودی خود درون برنج فعال هستند، به همین نتیجه خواهند رسید. دانشمندان در ژاپن با از کار انداختن ژن‌هایی که رسیده بودن گوجه فرنگی‌ها را کنترل می‌کنند، توانسته‌اند از کریسپر یرای طولانی کردن عمر آن‌ها استفاده کنند.

کایکسیا گائو و گروهش در آکادمی علوم چین در پکن، با حذف کردن هر سه نسخه از یکی از ژن‌های گندم، گندمی را به وجود آورده‌اند که مقاوم در برابر سفیدک پودری است. هزاران سال است که کشاورزان در حال تنظیم ژن‌های تک گونه‌ها از طریق پیوند‌زدن هستند. کریسپر تنها روش دقیق‌تری را برای این کار ارائه می کند.

در برخی کشورها از جمله آلمان، سوئد و آرژانتین آژانس‌های نظارت بر خوراکی‌ها بین جی‌اماوها و اصلاح با ابزارهایی چون کریسپر تفاوت قائل شده‌اند. نشانه‌ها حاکی از این هستند که شاید سازمان غذا و داروی ایالات متحده نیز این کار را انجام دهد، که موجب می‌شود محصولات به وجود آمده توسط کریسپر نسبت به هر نوع خوراکی یا داروی دستکاری شده‌ی ژنتیکی دیگری فراوان‌تر شده و به سادگی تحت نظارت واقع شوند. این که آیا عموم مردم از آن بهره خواهند بردیا خیر. هنوز مشخص نیست.

هرچه در مورد توانایی بالقوه‌ی تحقیقات کریسپر در ایجاد پیشرفت در داروهای انسانی گفته شود، اغراق نیست. این فناوری در حال حاضر با ساده کردن مهندسی سلول‌های تومور در آزمایشگاه و سپس آزمایش کردن داروهای گوناگون روی آن‌ها برای مشخص شدن اثربخشی دارو در ممانعت از رشد تومور، موجب دگرگونی تحقیقات در زمینه‌ی سرطان شده است.

به‌زودی پزشکان می‌توانند مستقیما از کریسپر برای درمان برخی از بیماری‌ها استفاده کنند. به عنوان مثال سلول‌های بنیادی برداشته شده از افراد دارای هموفیلی را می‌توان در خارج از بدن تغییر داد تا نقص ژنتیکی‌ای که موجب این بیماری می‌شود، برطرف شده، و سپس سلولهای عادی را می‌توان مجددا برای تکثیر در جریان خون بیمار وارد بدن کرد.

فناوری کریسپر و اعضای بدن خوک و انسان

در دو سال آینده احتمالا شاهد پیشرفت‌های چشمگیری در علم پزشکی خواهیم بود. اکنون ۱۲۰ هزار آمریکایی در فهرست پیوند اعضا قرار دارند، اما هیچگاه به تعداد کافی عضو وجود نخواهد داشت. سالانه هزاران نفر پیش از این که نوبت به آن‌ها برسد، جان خود را از دست می‌دهند و صدها هزار نفر هیچ‌گاه حتی دارای شرایط قرار گرفتن در فهرست دریافت عضو نمی‌شوند. سال‌هاست که دانشمندان در صدد یافتن راهی هستند تا برای جبران کمبود اعضای اهدایی از اعضای حیوانات استفاده کنند.

مدت‌هاست در میان پستانداران، خوک‌ها برای این کار مناسب شناخته شده‌اند، تا حدی به دلیل این که اعضای بدن خوک تقریبا هم اندازه‌ای اعضای بدن ماست. اما ژنومیک خوک مملو از ویروس‌هایی به نام PERV (ویروس‌های پس‌گرد درونزاد خوکسانان) است که شباهت زیادی به ویروسی دارند که باعث بیماری ایدز می‌شود و ثابت شده است که توانایی آلوده کردن سلول‌های انسانی را دارند. هیچ آژانس نظارتی مجوز پیوند با اعضای آلوده را نمی‌دهد. و تا همین اواخر کسی قادر به از بین بردن ویروس‌های پس‌گرد خوک‌ها نشده است.

اکنون دانشمندان با استفاده از کریسپر برای اصلاح ژنوم اعضای بدن خوک‌ها، در حل این مشکل پیشرفت خوبی داشته‌اند. گروهی از محققان که زیر نظر جورج چرچ، یکی از استادان دانشکده‌ی پزشکی هاروارد وام آی تی، کار می‌کردند، با استفاده از این ابزار توانستند هر ۶۲ مورد ژن دارای ویروس‌های پس گرد موجود در سلول‌های کلیه ی یک خوک را از بین ببرند. این نخستین‌باری بود که این تعداد تغییرات سلولی در آن واحد در یک ژنوم سازماندهی شد.

هنگامی که دانشمندان آن سلول‌های اصلاح شده را در آزمایشگاه باسلول‌های انسانی ترکیب کردند، هیچ یک از سلول‌های انسانی آلوده نشدند. این گروه همچنین در مجموع‌های دیگری از سلول‌های خوکی، تعداد ۲۰ژن را که ثابت شده است درون سیستم ایمنی بدن انسان واکنش نشان می‌دهند، دستکاری کردند. این نیز یک بخش حیاتی در ممکن ساختن این نوع پیوندها خواهد بود.

اکنون چرچ این سلول‌ها را شبیه‌سازی و شروع به پرورش آن‌ها درون جنین‌های خوک کرده‌است. او امیدوار است که طی یک تا دو سال آینده آزمایش روی نخستی‌سانان را آغاز کند. اگر این اعضا به درستی عمل کنند و توسط سیستم ایمنی حیوانات پس زده نشوند. مرحله‌ی بعدی آزمایش‌های انسانی خواهد بود. چرچ می‌گوید از نظر و احتمال انجام این کار در عرضی کمتر از ۱۸ ماه وجود دارد و تاکید می‌کند که برای بسیاری از افراد، تنها گزینه‌ی دیگر به جای ریسک این آزمایش، یقینا مرگ خواهد بود. چرچ همیشه به دنبال راهی برای فراهم کردن عضو پیوندی برای کسانی که برای دریافت عضو به میزان کافی سالم نیستند، بوده است.

او گفت: «شبیه‌ترین چیز به تصمیم‌های هیئت صدور حکم مرگ در این کشور، تصمیم‌هایی هستند در این مورد که چه کسی پیوند عضو شود. بسیاری از این تصمیم‌ها بر اساسی این که شخصی چه مشکلی دیگری دارد، گرفته می‌شوند. بسیاری از مردم به دلیل مبتلا بودن به بیماری‌های عفونی یا داشتن مشکل سومصرف مواد – و خیلی دلایل دیگر رد می‌شوند و باور بر این است که پیوند عضو برای این افراد مفید واقع نمی‌شود. اما صد البته که مفید خواهد بود. و اگر اعضا به وفور وجود داشته می‌شد برای همه‌ی این‌ها کاری انجام داد.»

با استفاده از کریسپر و ژن‌درایو می‌توان جانوران در معرض خطر را نجات داد. جمعیت پرندگان هاوایی، عمدتا به دلیل یک نوع مالاریا که پرندگان را آلوده می‌کند، در حال از بین رفتن است. پیش از آن که در اوایل قرن نوزدهم کشتی‌های صید نهنگ پشه‌های ناقل بیماری را با خود بیاورند. پرندگان جزایر هاوایی در معرضی بیماری‌هایی که پشه‌ها ناقل آنها هستند، قرار نگرفته بودند و از این‌رو مصونیتی نیز نسبت به آنها نداشتند. اکنون تنها ۴۲ گونه از بیش از ۱۰۰ گونه پرندهای بومی هاوایی باقی مانده است، که سه چهارم آنها در فهرست در معرض خطر قرار دارند. سازمان حفاظت از پرندگان آمریکا هاوایی را پایتخت انقراض پرندگان در جهان توصیف کرده است. مالاریای پرندگان فقط تهدیدی نیست که متوجه گونه‌های باقی‌مانده‌ی پرندگان هاوایی باشد، بلکه اگر نتوان آن را متوقف کرد، احتمالا همه‌ی آنها از بین خواهند رفت؛ و ظاهرا بهترین روش برای متوقف کردن آن اصلاح ژنتیکی است.

جک نیومن مدیر ارشد علمی پیشین در شرکت آمیریس بوده است. او بنیانگذار پیدایش یک نوع مصنوعیِ داروی آرتمیسین، تنها داروی واقعا موثر در درمان مالاریا در انسان‌ها بوده است. او اکنون بیشتر توجهش را روی ریشه‌کن کردن بیماری‌های پرندگان که از طریق پشه منتقل می‌شوند، متمرکز کرده است. تنها راه حل کنونی برای محافظت از پرندگان در مقابل مالاریا کشتن پشه‌ها از طریق پخش‌کردن مواد شیمیایی روی یک منطقه‌ای وسیع است. اما حتی این کار هم فقط حدی موثر است.

نیومن می‌گوید: «برای کشتن یک پشه، درواقع حشره‌کش باید مستقیما روی آن‌ها بریزد.» بسیاری از این حشرات در عمق فرورفتگی‌های درخت‌ها یا در شکاف‌های عمیق صخره‌ها زندگی و تولید مثل می‌کنند. برای اینکه آنها در معرضی حشره‌کش‌ها قرار بگیرند، قطعا باید بخش زیادی از طبیعت جنگل‌های استوایی هاوایی را سمپاشی کرد. اما اصلاح ژنی، که باعث به وجود آمدن پشه‌های نابارور خواهد شد، بدون از بین بردن محیط زندگی پرندگان، به نجات آنها کمک خواهد کرد. نیومن میگوید: «استفاده از ژنتیک برای نجات این گونه، یک روشی کاملا هدفمند برای بررسی مشکلات متعدد بومشناختی است. مالاریای پرندگان در حال نابود کردن حیات وحش هاوایی است، و یک راه برای متوقف کردن آن وجود دارد. آیا ما واقعا می خواهیم دست روی دست بگذاریم و نظاره‌گر باشیم؟»

اینفوگرافیک کریسپر

در ماه فوریه‌ی امسال جیمز کلاپر، مدیر سازمان اطلاعات ملی ایالات متحده در گزارش سالانه‌اش به سنا هشدار داد که باید به فناوری‌هایی چون کریسپر به چشم سلاح‌های احتمالی کشتار جمعی نگاه کرد. بسیاری از دانشمندان این نظرات را بی‌اساس یا اقلا کمی افراطی قلمداد کردند.

تروریست‌ها به جای آن که طاعون‌های جدیدی در محصولات یا ویروس‌های کشنده به وجود بیاورند. روش‌های ساده‌تری برای حمله به انسان‌ها دارند. با این حال، تظاهر به این که امکان خطر (ازجمله، و شاید به ویژه، خطراتفاقی) با این ابزارهای جدید مولکولی وجود ندارد، احمقانه است. دانشمندان مسئول پیشرفت‌هایی چون کریسپر قبول دارند که زمانی که ما شروع به دستکاری کردن صورت اولیه‌ی گونه‌ها، والبته خودمان کنیم، شاید دیگر بازگشت از آن ساده، یا حتی ممکن نباشد. جنیفر دودنا در دفتر کارشی در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، که استاد شیمی و زیست‌شناسی مولکولی آنجاست. این سوال را مطرح می‌کند:«عواقب ناخواسته‌ی اصلاح ژنوم چه می‌توانند باشند؟»

در سال ۲۰۱۲ دودتا و همکار فرانسوی‌اشی، امانوئل شارپانتیه، اولین کسانی بودند که نشان دادند دانشمندان می‌توانند از کریسپر برای تغییر دی‌ان‌ای خالص درون ظرف‌های آزمایشگاهی استفاده کنند. او می‌گوید:«نمی‌دانم آیا اطلاعات ما درباره‌ی ژنوم انسان، یا شاید هرژنوم دیگری، به اندازه‌ای هست که به این سوال به طور کامل پاسخ دهیم یاخیر»

هر چه علم سریعتر انسان را به جلو براند، ترسناک‌تر به نظر می‌آید. این موضوع همیشه صادق بوده است. مطالعات زیست‌شناسی که توسط افراد و سازما‌نهای کوچک صورت می‌گیرد، اکنون یک واقعیت است. به‌زودی به طور حتم آزمایش کردن با یک بسته‌ی کریسپر همان گونه که نسل‌های پیشین در انباری‌هایشان با فرستنده‌های موج کوتاه یا رایانه‌های بسیار مبتدی کار می‌کردند، ممکن خواهد شد.

بسیار منطقی است که از این ایده نگران باشیم که افراد تازه‌کار از ابزاری استفاده کنند که توانایی تغییر دادن ژنتیک بنیادی گیاهان و حیوانات را دارد. اما مزایای این ابزار نیز واقعی هستند، همچنین خطرنادیده گرفتن‌شان؛ هر سال پشه‌ها در سرتاسر جهان باعث اندوه فراوان می‌شوند، و ریشه‌کن کردن مالاریا یا بیماری دیگری که پشه‌ها ناقل آن هستند، می‌تواند جزو دستاوردهای عظیم علم پزشکی به شمار بیاید. با این که اکنون برای تصمیم‌گیری درباره‌ی استفاده از کریسپر برای جنین‌های زیستا بسیار زود است. روش‌های دیگری برای اصلاح سلول‌های زایشی انسان وجود دارند که می‌توانند بدون تغییر دادن نسب ژنتیکی ما بیماری‌ها را درمان کنند.

به عنوان مثال کودکانی که با بیماری تی-ساکسی متولد می‌شوند، دچار کمبود یک آنزیم حیاتی برای بدن هستند که موجب سوخت‌وساز یک ماده‌ی چربی درون مغز می‌شود. این بیماری بسیار نادر است و تنها زمانی رخ می‌دهد که هر دو والد نسخه‌ی معیوب ژن خود را به کودک متتقل می‌کنند. با استفاده از کریسپر می‌توان ژن معیوب یکی از والدین -مثلاژن اسپرم پدر – را درمان کرد تا این که از دریافت نکردن دو نسخه‌ی معیوب یک ژن توسط کودک، اطمینان حاصل شود چنین دخالتی به طور مشخصی جان بسیاری را نجات داده و شانسی تکرار این بیماری را کاهش می‌دهد.

نتایح مشابهی را می‌توان اکنون توسط لقاح مصنوعی به دست آورد. کاشتن یک جنین بدون ژن معیوب تضمین‌کننده‌ی این است که کودک این اختلال را به نسلی بعدی منتقل نمی‌کند.

هنگام روبه‌رو شدن با خطرات احتمالی که ارزیابی‌شان دشوار است، تمایل زیادی به کنار کشیدن پیدا می‌کنیم. اما با توجه به میلیون‌ها جانی که در معرض خطر هستند، کنار کشیدن هم خطرات خودش را به همراه دارد. در ماه دسامبر گذشته دانشمندان از سرتاسر جهان در واشنگتن گردهم آمدند تا جنبه‌های اخلاقی دشوار این انتخابه‌ا را مورد بررسی قرار دهند.

جلسات بیشتری در پیش هستند. پاسخ‌های ساده هیچگاه وجود نخواهد داشت. اما بدون هیچ نوع راهنمایی نظارت شده – که هنوز برای اصلاح دی‌ان‌ای انسانی وجود ندارد- قدرت فوق‌العاده‌ی این انقلاب تحت الشعاع ترس از عواقب آن قرار خواهد گرفت.

هنک گریلی، مدیر مرکز حقوق و زیست دانشی استنفورد می‌گوید: «اکنون ما به واسطه ی ژن درایو و کریسپر درباره‌ی انواع گونه‌ها قدرتی داریم که هیچگاه فکرش را هم نمی‌کردیم. دامنه‌ی کارهای مفیدی که می‌توانیم با آن انجام دهیم، بسیار وسیع است. اما می‌بایست به این آگاه باشیم که ما با یک قدرت اساسا تازه سروکار داریم، و باید در صدد پیدا کردن راهی برای حصول اطمینان از استفاده عاقلانه از آن باشیم. در حال حاضر آمادگی لازم برای این کار را نداریم، و البته زمانی هم برای از دست دادن نداریم.»

اینستاگرام نشنال جئوگرافیک فارسی

از ما حمایت کنید!

تمام کتاب‌ها و فیلم‌های مستند در سایت به صورت رایگان ارائه می‌شوند.

اگر می‌توانید از ما حمایت کنید تا بتوانیم هزینه‌های نگهداری سایت را تامین کنیم

می‌خواهم کمک کنم

برو به صفحه اول سایت