Nasza Loteria SR - pasek na kartach artykułów

Będziemy edytować księgę ludzkiego życia [archiwalna rozmowa]

Adam Willma
Adam Willma
- Chyba nam wszystkim zabrakło wyobraźni: że w tak nieodległym czasie będziemy w stanie tak głęboko wniknąć do genomu - mówi prof. Jarosław Meller.
Prof. JAROSŁAW MELLER - urodził się w Rypinie (1966), gdzie ukończył Liceum Ogólnokształcące. Studiował fizykę, matematykę i socjologię na UMK w Toruniu,
Prof. JAROSŁAW MELLER - urodził się w Rypinie (1966), gdzie ukończył Liceum Ogólnokształcące. Studiował fizykę, matematykę i socjologię na UMK w Toruniu, doświadczenie zdobywał na uniwersytetach w Tuluzie, Jerozolimie, Kioto i Ithace (Nowy Jork). Obecnie pracuje w na Uniwersytecie Cincinnati, prowadzi również wykłady na UMK. Zajmuje się badaniem ludzkiego genomu. Adam Willma

To pan nazwał jeden z ludzkich genów. Jak?
Pracowałem razem z zespołem prof. Marshalla Andersona nad odkodowaniem funkcji tego genu, i po opublikowaniu naszego artykułu podsumowującego nasze badania właśnie mnie przypadł zaszczyt sfinalizowania jego nazwy jako CAAP1 (Caspase Activity and Apoptosis Inhibitor Protein 1).

Nie mógł nazywać się ładniej?
Otrzymał nazwę, która odzwierciedla jego funkcję. Chodzi o fragment ludzkiego genomu, który koduje białko. Takich fragmentów w naszych komórkach jest około 20 000 i nie ma tu dowolności. Istnieje ustalona procedura i obyczaj. Sprawę nazewnictwa porządkuje specjalna organizacja. Gdybyśmy zaczęli nazywać sobie geny dowolnie, mielibyśmy wielki bałagan. Zwłaszcza, że większość genów dzielimy z innymi organizmami, na przykład z myszą czy szczurem, a także z pozornie znacznie mniej złożonymi, jak na przykład robaczek caenorhabditis elegans.

???
To nicień, żyjący powszechnie w naszych glebach, jeden z najlepiej przebadanych organizmów wielokomórkowych. Pomimo prostej budowy ten robaczek potrzebuje jednak 16 000 genów kodujących białka.

Za co odpowiedzialny jest "pana" gen?
Wyłącza proces apoptozy…

Przepraszam, czego?
Apoptoza to w uproszczeniu samobójstwo komórek. Komórka jest jak posłuszny żołnierz. Gdy dostanie sygnał, maszeruje ku przepaści i popełnia samobójstwo. Znaczna część naszych komórek obumiera na różnych etapach rozwoju po to, żeby wszystko dobrze się w organizmie ułożyło - np. żeby mózg rozwijał się tak, jak się rozwija.

Zobacz także wideo o superbakterii

A jeśli się zbuntuje i zechce przeżyć?
Zaczynają się problemy. Dlatego właśnie apoptoza jest kluczowa w przypadku nowotworów, bo jedną z ich cech charakterystycznych jest to, że komórki przestają słuchać rozkazu "proszę popełnić samobójstwo dla dobra systemu". Nieposłuszne komórki rakowe odmawiają i mnożą się choć nie powinny...

Geny, nad którymi pracujecie mogą być kluczem do walki z rakiem?
Mogą, ale tego nie jesteśmy jeszcze pewni w przypadku CAAP1. Wiemy natomiast, że ten mały fragmencik ludzkiego genomu jest odpowiedzialny za wyłączanie apoptozy, w związku z czym, jeśli takiego genu byłoby zbyt dużo, działałby potencjalnie na korzyść komórek rakowych. Ale to oczywiście tylko hipoteza, bo w kontekście nowotworów na raz nie udało nam się ustalić znaczących funkcji tego genu.

Ile CAAP1 mamy w swoich komórkach?
W każdej komórce (oprócz komórek specyficznych, jak np. czerwone krwinki) mamy po dwie kopie tego genu.

Jakie przełożenie na nasze życie mają te genowe puzzle?
Załóżmy, że przytrafiłoby się panu potencjalne nieszczęście - czerniak. Pobralibyśmy próbkę z komórek nowotworowych oraz komórek ze zdrowej skóry. Obie te próbki możemy zsekwencjonować ("przeczytać" geny) i porównać. Wówczas będziemy wiedzieć, co mogło doprowadzić do powstania czerniaka, co sprzyjało jego rozwojowi i ewentualnym przerzutom. Dzięki temu wiemy, jaka konkretnie terapia może w tym przypadku skutecznie zadziałać i jaki koktajl leków możemy zastosować, aby uniknąć szeroko stosowanej i "ślepej" chemioterapii. Za kilka lat być może pójdziemy dalej - aby leczyć np. silną alergię, chorobę autoimmuno- logiczną albo nowotwór będziemy edytować genomy.

Edytować genom?
W ostatnich kilku latach nastąpiła rewolucja, o której większość ludzi jeszcze nie wie. Nauczyliśmy się wykorzystywać system immunologiczny bakterii. To jest mechanizm, za pomocą którego bakterie wyłapują fragmenty genomów wirusowych, aby się przed nimi bronić. Polega to na tym, że wycinają sobie małe fragmenty genomu wirusa i wklejają je sobie do swojego genomu. W ten sposób kopiują RNA z tych fragmencików. Te kopie właśnie blokują rozwój wirusów. To jest mechanizm obronny bakterii. Ten system można "oszukać" i wykorzystać do wklejenia jakiegoś genu do ludzkiego genomu. Przypuśćmy więc, że któryś z czytających ten tekst będzie miał trudny do zwalczenia nowotwór. Pobierzemy od tej osoby białe krwinki określonego typu, "przeczytamy" ich genom i zobaczymy, który fragment należałoby zmodyfikować, by skierować atak systemu immunologicznego na ten nowotwór. Zmodyfikowane białe krwinki wprowadzone z powrotem do krwioobiegu zaatakują nowotwór, aby go zniszczyć.

Poprawicie geny chorego, tak aby mógł sam zwalczyć chorobę?
Nasz genom to gruba księga. Chodzi o to, aby do tej księgi dokleić brakującą stronę albo wyciąć zbędną. Już w tej chwili potrafimy to robić z coraz większą precyzją. Nic dziwnego, że coraz częściej mówi się o konsekwencjach tych możliwości.
Mówimy o procedurach, których koszt mierzy się w milionach dolarów.
Sekwencjonowanie (odczytywanie) ludzkiego genomu w ciągu ostatnich kilku lat staniało z setek milionów dolarów do około 1 tysiąca. A więc można już posługiwać się "książką genów" każdego człowieka jako techniką diagnostyczną; ceny bez wątpienia jeszcze spadną.

Posiadanie władzy nad "samobójstwem" komórki otworzy drogę do wydłużania życia?
A to już znacznie bardziej skomplikowana sprawa. Trzeba pamiętać, że długość życia zależy od procesów regeneracji komórek. Nasza skóra regeneruje się co kilka tygodni, populacje czerwonych i białych krwinek są nieustannie odtwarzane z komórek macierzystych, nawet w mózgu dochodzi do regeneracji komórek. Te procesy również rozumiemy coraz lepiej, ale manipulowanie nimi jest niebezpieczne, choćby ze względu na niebezpieczeństwo wywołania raka. Ograniczenie zdolności do regeneracji może być niezbędna ceną niskiego w sumie ryzyka raka.

Przekręćmy gałkę wyobraźni jeszcze dalej. Czy odtwarzanie ludzi w oparciu o pozostawione przez nich ślady genetyczne jest w zasięgu najbliższych pokoleń uczonych? Wiele bym dał, żeby spotkać się raz jeszcze z moimi dziadkami.
W zasadzie można byłoby sklonować człowieka, tak jak klonuje się innego rodzaju spokrewnione z nami organizmy. To byłaby osoba o tym samym potencjale genetycznym. Ale - aby zapis księgi naszego genomu został odczytany, potrzebnych jest jeszcze wiele komponentów. To jest proces, który zaczyna się w komórce jajowej po jej zapłodnieniu. Komórka to nie tylko "książka z informacjami", ale również białka pochodzące od matki, które są potrzebne, abyśmy mogli rozpocząć odczyt. Te białka koncentrują się w komórce jajowej w różnym stopniu, jest ich określona ilość. Poza tym komórka jajowa zawiera genom mitochondrialny, który jest krótki, ale zawiera 13 bardzo ważnych fragmentów kodujących białka. One decydują również o odczycie genomu w jądrze. Nawet jeśli więc sklonowalibyśmy pańskiego dziadka, nie byłby to jego genetyczny równoważnik.

Niedawno zaprezentowano głos filozofa Fryderyka Nietzschego, zmarłego w 1900 roku, którego barwę odtworzono na podstawie DNA z naskórka i włosa. Czy takie sensacje należy traktować poważnie?
W miarę jak coraz lepiej rozumiemy nasz genom, będzie to coraz bardziej realne, ponieważ niektóre cechy są bardzo precyzyjnie zakodowane w genach. Każdy z nas trochę się różni. Mamy około 20 000 genów, które kodują białka. Jest to liczba przybliżona, bo pan może mieć mieć ich np. 50 więcej niż ja. Sekwencjonujemy obecnie wiele osób i widzimy, że różnice osobnicze wahają się w granicach 50-100 genów, a oprócz tego występuje jeszcze kilkaset tysięcy mniejszych różnic pomiędzy genomami indywidualnych osób. Wiele z tych różnic już teraz potrafimy powiązać z cechami takimi jak barwa głosu.

Gdyby w roku 2035 spotkał się pan z miliarderem, który zaproponowałby panu wklejenie genów odpowiedzialnych za talent muzyczny Chopina do genomu jego wnuka…
Taki scenariusz jest wielce prawdopodobny. Trzeba jednak pamiętać, że pewne cechy organizmu są niesłychanie złożone. Talent muzyczny wymaga kooperacji różnych genów. Zwłaszcza talent taki, jak w przypadku Chopina, na który składała się nie tylko wyobraźnia muzyczna, perfekcyjny słuch, ale również cechy motoryczne, cierpliwość, wytrwałość. Dlatego skopiowanie talentu Chopina będzie niełatwe, natomiast lekkie "podrasownie" słuchu polegające na zmianie wariantów w kilku genach - dlaczego nie? O ile oczywiście nie będzie zabraniało tego prawo. Być może ludzie postanowią, że nie będziemy tego robić, ale od czasu kiedy rozpalono ogień, ludzie mają trudności z zarzucaniem pomysłów obiecujących lepsze życie.

Więc nasze wnuki będą żyły w świecie zaludnionym przez wysokich niebieskookich blondynów?
Obawiam się, że będzie to raczej świat zbliżony do innych filmowych wizji - świat być może trwale podzielony na kasty. Kompleksowe edytowanie genomu na początku dostępne będzie raczej tylko dla najbogatszych. Istnieje więc ryzyko, że system społeczny doprowadzi do rozwarstwienia na poziomie biologicznym, co będzie dalej wzmacniało rozwarstwienie społeczne i majątkowe.

Przeczytaj także: Najnowsze ostrzeżenie GIF. Wycofano serie kolejnego leku

Ostatnio grupa uczonych podpisała się pod listem ostrzegającym świat przed pracami nad sztuczna inteligencją. Badania nad genomem mogą przynieść jeszcze poważniejsze skutki.
Można wyobrazić sobie nawet symbiozę sztucznej inteligencji z edytowaniem genomu. To jest dobry scenariusz dla Hollywood. Mówiąc serio jednak, opinii publicznej, bez zbędnego straszenia, należy wyjaśniać, na czym polega postępująca rewolucja w genomice i na czym polegają zagrożenia. Dajmy szansę systemom prawnym, aby dojrzały do rozwiązania problemów, przed którymi staniemy. Według mnie największym zagrożeniem w sytuacji masowego edytowania genomu jest to, że zatracimy zróżnicowanie. Jeśli powtórzy się rok 1348 rok, który przyniósł epidemię czarnej śmierci, może się okazać, że nie będziemy, jako gatunek, gotowi na przetrwanie. Na razie mamy ewolucyjne mechanizmy, które powodują, że ludzie się różnią.

Wyznaczył pan sobie granicę, której w badaniach nie przekroczy?
Mam to szczęście i jednocześnie to ograniczenie, że moja rola polega na przetwarzaniu informacji. Nie modyfikuję sam niczego, ale tworzę modele, które mogą przyczynić się do skuteczniejszej modyfikacji. Być może ta praca przyczyni się w przyszłości do lepszego leczenia, bo wolę skupiać się na pozytywnych scenariuszach. Jestem oczywiście świadomy, że jestem częścią systemu, który jest odpowiedzialny za coś, nad czym może być trudno zapanować. Mam nadzieję, że odpowiedni system prawny przytemperuje nasze niemądre marzenia o tym, żeby być pięknymi, wysokimi i bogatymi. Świat, w którym wszyscy byliby piękni, zdrowi i bogaci byłby nie do wytrzymania.

W jakich chorobach najprędzej zastosowane zostaną wasze osiągnięcia?
Sądzę, że w leczeniu białaczek. W Cincin nati mamy chyba najlepszą na świecie onkologię dziecięcą. Większość dzieci, które dziś są trwale wyleczone, 20 lat temu by umierała. Dzieje się tak między innymi dlatego, że przy leczeniu białaczek potrafimy wyłączyć system immunologiczny, zniszczyć komórki macierzyste i za pomocy przeszczepu od dawcy zrobić reset systemu immunologicznego. Edytowanie genomu komórek pobranych ze szpiku kostnego po to, aby je wyedytować i wszczepić ponownie, będzie pewnie jednym z pierwszych zastosowań na dużą skalę. O tym mówi się już perspektywie konkretnych pomysłów.

Nie ma pan wrażenia, że pracuje w rzeczywistości, o której w latach 80. XX wieku czytało się w książkach SF?
Czytałem wówczas sporo, zwłaszcza Lema. Tamte książki były zorientowane raczej na wynalazki i innowacje technologiczne w oparciu o rozwój fizyki i chemii. Chyba nam wszystkim brakowało wyobraźni, że w tak nieodległym czasie będziemy w stanie tak głęboko wniknąć do genomu - księgi naszego życia.

Dołącz do nas na Facebooku!

Publikujemy najciekawsze artykuły, wydarzenia i konkursy. Jesteśmy tam gdzie nasi czytelnicy!

Polub nas na Facebooku!

Dołącz do nas na X!

Codziennie informujemy o ciekawostkach i aktualnych wydarzeniach.

Obserwuj nas na X!

Kontakt z redakcją

Byłeś świadkiem ważnego zdarzenia? Widziałeś coś interesującego? Zrobiłeś ciekawe zdjęcie lub wideo?

Napisz do nas!
Wróć na pomorska.pl Gazeta Pomorska