COMPRENSIONE DELL'EDITING GENICO CON LE FIGURE DEI FUMETTI

L'umanità sta attualmente affrontando una grande sfida imposta dal Coronavirus. Le frontiere vengono chiuse, gli aerei bloccati e le fabbriche chiuse. Allo stesso tempo, scienziati e professionisti della salute pubblica stanno lavorando su test, trattamenti e vaccini per fornire presto una risposta medica. Affrontare la corona potrebbe essere una delle prove più grandi che gli esseri umani hanno affrontato negli ultimi decenni, ma non sarà l'ultimo virus che dobbiamo sconfiggere. È tempo di abbracciare la bioscienza e consentire più ricerche e applicazioni dei metodi di alterazione genetica.

Per il profano, tutte queste chiacchiere tecnologiche sulla mutagenesi e l'ingegneria genetica sono difficili da comprendere e personalmente mi ci sono volute una buona quantità di letture per iniziare a capire quali metodi esistono e come questi possono migliorare enormemente la nostra qualità della vita.

Diamo prima un'occhiata ai quattro modi più comuni per alterare i geni di una pianta o di un animale:

Dottor Saverio – Le mutazioni di per sé accadono regolarmente in natura – È così che alcuni amminoacidi sono diventati esseri umani un miliardo di anni dopo. L'evoluzione biologica può avvenire solo grazie alle mutazioni. Mutazioni in natura accadono casualmente o sono causati da fattori esogeni come le radiazioni (es. sole). Per i lettori di fumetti tra noi, gli X-men hanno mutazioni che (nella maggior parte dei casi) si sono verificate casualmente.

The Hulk - Mutazione attraverso l'esposizione (mutageni): uno dei modi più comuni per manipolare i semi è esporli alle radiazioni e sperare in mutazioni positive (ad esempio una maggiore resistenza ai parassiti). Questo metodo è molto comune dagli anni '50 e un approccio a fucile molto impreciso volto a rendere le colture più resistenti o appetibili. Richiede migliaia di tentativi per ottenere un risultato positivo. Questo metodo è ampiamente utilizzato e legale in quasi tutti i paesi. Nel nostro universo dei fumetti, Hulk è un buon esempio di mutazioni causate dalle radiazioni.

Uomo Ragno – Organismi geneticamente modificati (OGM transgenici): questa procedura spesso temuta per la creazione di OGM si basa sull'inserimento dei geni di una specie nei geni di un'altra. Nella maggior parte dei casi, le colture OGM sono state iniettate con una proteina di un'altra pianta o batteri che fa crescere la coltura più velocemente o è più resistente a determinate malattie. Altri esempi possono essere visti incrociando il salmone con il pesce tilapia che fa crescere il salmone due volte più velocemente. Spiderman viene morso da un ragno e improvvisamente in grado di scalare i grattacieli grazie al suo DNA di ragno umano (transgenico) potenziato è un esempio del fumetto.

GATTACA/L'ira di Khan – Gene Editing (le forbici): il modo più recente e più preciso per alterare i geni di un organismo è il cosiddetto Gene Editing. Contrariamente agli OGM tradizionali, i geni non vengono impiantati da un altro organismo ma vengono modificati all'interno dell'organismo a causa di un metodo preciso per disattivare determinati geni o aggiungerli.

Questo può essere fatto anche negli esseri umani adulti che sono vivi, il che è una benedizione per tutti coloro che soffrono di malattie genetiche. Siamo in grado di “riparare” i geni negli organismi viventi. L'editing genetico è anche migliaia di volte più accurato del semplice bombardamento dei semi con le radiazioni. Alcuni esempi applicati stanno disattivando il gene responsabile della generazione del glutine nel frumento: il risultato è frumento senza glutine. Ci sono diversi metodi per raggiungere questo obiettivo. Uno dei più popolari in questi giorni è il cosiddetto CRISPR Cas-9. Queste "forbici" sono solitamente batteri riprogrammati che trasmettono le nuove informazioni sul gene o disattivano i geni defunti o indesiderati. Molti romanzi e film di fantascienza mostrano un futuro in cui possiamo disattivare i difetti genetici e curare gli esseri umani da malattie terribili. Alcuni esempi di storie in cui sono state utilizzate tecniche simili a CRISPR sono film come GATTACA, L'ira di Khan di Star Trek o la serie Expanse in cui l'editing genetico gioca un ruolo cruciale nella coltivazione dei raccolti nello spazio.

CHE COSA AVEVA A CHE FARE QUESTO CON IL CORONAVIRUS?

I biologi sintetici hanno iniziato a usare CRISPR per creare parti sinteticamente del coronavirus nel tentativo di lanciare un vaccino contro questa malattia polmonare e poterlo produrre in serie molto rapidamente. In combinazione con simulazioni al computer e intelligenza artificiale, il miglior progetto per un tale vaccino viene calcolato su un computer e quindi creato sinteticamente. Ciò accelera lo sviluppo del vaccino e lo riduce da anni a pochi mesi. Le autorità di regolamentazione e gli organismi di approvazione hanno dimostrato che in tempi di crisi possono anche approvare rapidamente nuovi test e procedure di vaccinazione che di solito richiedono anni di avanti e indietro con agenzie come la FDA?

CRISPR consente anche la "ricerca" di geni specifici, anche geni di un virus. Questo ha aiutato i ricercatori per costruire procedure di test semplici e veloci per testare i pazienti per la corona.

A lungo termine, l'editing genetico potrebbe permetterci di aumentare l'immunità degli esseri umani alterando i nostri geni e rendendoci più resistenti a virus e batteri.

QUESTA NON SARÀ L'ULTIMA CRISI

Mentre il coronavirus sembra davvero mettere alla prova la nostra società moderna, dobbiamo anche essere consapevoli che questo non sarà l'ultimo agente patogeno che ha il potenziale per uccidere milioni di persone. Se siamo sfortunati, la corona potrebbe mutare rapidamente e diventare più difficile da combattere. Il prossimo virus, fungo o batteri pericolosi è probabilmente dietro l'angolo. Quindi dobbiamo abbracciare le ultime invenzioni della biotecnologia e non bloccare la ricerca genetica e il dispiegamento delle sue scoperte.

In questo momento un sacco di burocrazia e persino divieti a titolo definitivo si frappongono tra innovazioni salvavita come CRISPR e pazienti in tutto il mondo. Dobbiamo ripensare la nostra ostilità nei confronti dell'ingegneria genetica e abbracciarla. Ad essere sinceri: siamo in una lotta costante per combattere le nuove malattie e dobbiamo essere in grado di fornire risposte umane all'avanguardia a questo.

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Die Menschheit steht derzeit vor einer großen Herausforderung durch das Coronavirus. Die Grenzen werden geschlossen, Flugzeuge am Boden gehalten e Fabriken geschlossen. Gleichzeitig arbeiten Wissenschaftler und Fachleute des Gesundheitswesens an Tests, Behandlungen und Impfstoffen, um bald eine medizinische Reaktion zu ermöglichen. Die Bewältigung des Coronavirus könnte einer der größten Prüfungen sein, denen die Menschen in den letzten Jahrzehnten ausgesetzt waren, aber es wird nicht das letzte Virus sein, das wir besiegen müssen. Es ist an der Zeit, Biotechnologie einen höheren Stellenwert einzuräumen und mehr Forschung und Anwendungen von Methoden zur genetischen Veränderung zuzulassen.

Für den Laien ist dieses ganze Technik-Geschwätz über Mutagenese und Gentechnik schwer verständlich, und es hat mich persönlich eine gute Menge an Lektüre gekostet, um zu begreifen, welche verschiedenen Methoden es gibt und wie diese unsere Lebensqualität massiv verbessern können.

Betrachten wir zunächst die vier häufigsten Methoden, um die Gene einer Pflanze oder eines Tieres zu verändern:

Dr. Xaver – Mutationen an sich kommen in der Natur einfach regelmäßig vor

So ist aus einigen Aminosäuren eine Milliarde Jahre später zum Menschen geworden. Biologische Evolution kann nur dank Mutationen stattfinden. Mutationen in der Natur geschehen zufällig oder werden durch exogene Faktoren wie Strahlung (zB Sonne) verursacht. Für die Comic-Leser unter uns haben X-Männer Mutationen, die (in den meisten Fällen) zufällig auftreten.

The Hulk - Mutation durch Exposition (Mutagene)

Eine der häufigsten Arten, Samen zu manipulieren, ist, sie Strahlung auszusetzen und auf positive Mutationen zu hoffen (zB höhere Schädlingsresistenz). Diese Methode ist seit den 1950er Jahren sehr verbreitet und ein sehr unpräziser Schrotflintenansatz, der darauf abzielt, Pflanzen widestandsfähiger oder schmackhafter zu machen. Sie erfordert Tausende von Versuchen, um ein positives Ergebnis zu erzielen. Diese Methode ist weit verbreitet und in fast jedem Land legal. In unserem Comic-Universum ist der Hulk ein gutes Beispiel für durch Strahlung verursachte Mutationen.

Spiderman – Genetisch veränderte Organismen (GVO transgene)

Dieses oft gefürchtete Verfahren zur Herstellung von GVO basiert auf der Einfügung der Gene einer Art in die Gene einer anderen Spezies. In den meisten Fällen wurde den GVO-Kulturen ein Protein einer anderen Pflanze oder eines Bakteriums injiziert, das die Kulturpflanze schneller wachsen lässt oder sie widestandsfähiger gegen bestimmte Krankheiten macht. Andere Beispiele sind die Kreuzung von Lachs mit Tilapia-Fischen, die den Lachs doppelt so schnell wachsen lässt. Spiderman, der von einer Spinne gebissen wird und plötzlich in der Lage ist, auf Wolkenkratzer zu klettern, weil er eine verbesserte spinnenmenschliche (transgene) DNA besitzt, ist ein Beispiel aus dem Comicverse.

GATTACA/Der Zorn des Khan – Gen-Editierung (die Schere)

Die neueste und präziseste Art, die Gene eines Organismus zu verändern, ist das sogenannte Gene Editing. Im Gegensatz zu den traditionalellen GVO werden dabei keine Gene aus einem anderen Organismus implantiert, sondern durch eine präzise Methode, bei der bestimmte Gene entweder deaktiviert oder hinzugefügt werden, innerhalb des Organismus verändert.

Dies kann sogar bei erwachsenen, lebenden Menschen geschehen, was für alle, die an genetischen Störungen leiden, ein Segen ist. Wir sind in der Lage, Gene in lebenden Organismen zu „reparieren“. Die Bearbeitung von Genen ist auch tausendmal genauer als das bloße Beschießen von Samen mit Strahlung. Ein angewandtes Beispiel ist die Deaktivierung des Gens, das für die Erzeugung von Gluten im Weizen verantwortlich ist: Das Ergebnis ist glutenfreier Weizen. Es gibt mehrere Methoden, die dies erreichen. Eine der populärsten ist heutzutage das sogenannte CRISPR Cas-9. Diese „Scheren“ sind normalerweise umprogrammierte Bakterien, die die neue Geninformation übertragen oder defekte oder unerwünschte Gene deaktivieren. Viele Science-Fiction-Romane und -Filme zeigen eine Zukunft, in der wir Gendefekte deaktivieren und Menschen von schrecklichen Krankheiten heilen können. Einige Beispiele für Geschichten, in denen CRISPR-ähnliche Techniken eingesetzt wurden, sind Filme wie GATTACA, Star Treks Zorn des Khan oder die Expanse-Serie, in der die Genbearbeitung eine entscheidende Rolle beim Anbau von Nutzpflanzen im Weltraum spielt.

Hat das mit dem Coronavirus zu tun?

Synthetische Biologen haben begonnen, mit CRISPR Teile des Coronavirus synthetisch herzustellen, um einen Impfstoff gegen diese Lungenkrankheit auf den Markt zu bringen und ihn sehr schnell in Massenproduktion herstellen zu können. In Combination mit Computersimulationen und Künstlicher Intelligenz wird das beste Design für einen solchen Impfstoff auf einem Computer beechnet e dann synthetisch hergestellt. Dadurch wird die Impfstoffentwicklung beschleunigt und von Jahren auf nur noch Monate verkürzt. Aufsichtsbehörden und Zulassungsbehörden haben gezeigt, dass sie in Krisenzeiten auch neue Test- und Impfverfahren, die normalerweise jahrelanges Hin und Her mit Behörden wie der FDA erfordern, schnell genehmigen können?

CRISPR ermöglicht auch die 'Suche' nach bestimmten Genen, auch Genen eines Virus. Dies half den Forschern, schnelle und einfache Testverfahren zu entwickeln, um Patienten auf Corona zu testen.

Auf lange Sicht könnte die Genbearbeitung es uns ermöglichen, die Immunität des Menschen zu erhöhen, indem wir unsere Gene verändern und uns resistenter gegen Viren und Bakterien machen.

Dies wird nicht die letzte Krise sein

Während das Coronavirus unsere moderne Gesellschaft wirklich auf die Probe zu stellen scheint, müssen wir uns auch bewusst sein, dass dies nicht der letzte Erreger sein wird, der das Potenzial hat, Millionen von Menschen zu töten. Wenn wir Pech haben, könnte die Corona schnell mutieren und schwerer zu bekämpfen sein. Der nächste gefährliche Virus, Pilz oder Bakterium steht wahrscheinlich schon vor der Tür. Deshalb müssen wir die neuesten Erfindungen der Biotechnologie annehmen und dürfen die Genforschung und die Umsetzung ihrer Ergebnisse nicht blockieren.

Im Moment stehen zwischen lebensrettenden Innovationen wie CRISPR e Patienten auf der ganzen Welt eine Menge Bürokratie und sogar völlige Verbote. Wir müssen unsere Feindseligkeit gegenüber der Gentechnik überdenken und uns ihr stellen. Um ehrlich zu sein: Wir sind in einem ständigen Kampf gegen neu auftretende Krankheiten und müssen in der Lage sein, auf dem neoesten Stand der Technik menschliche Antworten darauf zu geben.

Originariamente pubblicato qui.

Il Consumer Choice Center è il gruppo di difesa dei consumatori che sostiene la libertà di stile di vita, l'innovazione, la privacy, la scienza e la scelta dei consumatori. Le principali aree politiche su cui ci concentriamo sono il digitale, la mobilità, lo stile di vita e i beni di consumo e la salute e la scienza.

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