• מהי מניפולציה גנטית?
• סוגי מניפולציות גנטיות
• דוגמאות למניפולציה גנטית
• יתרונות וחסרונות של מניפולציה גנטית
• היבטים אתיים של מניפולציה גנטית
• היבטים משפטיים של מניפולציה גנטית

אנו מסבירים מהי מניפולציה גנטית, יתרונותיה, חסרונותיה והיבטיה האתיים. כמו כן, דוגמאות היום.

מניפולציה גנטית מוסיפה, משנה או מסירה גנים.

מהי מניפולציה גנטית?

זה ידוע בתור מניפולציה גנטית או הנדסה גנטית לשונה טכניקות ונהלים מדעיים-טכנולוגיים המאפשרים את בן אדם לשנות או לשלב מחדש את DNA ואחרים חומצות גרעין של ה יצורים חיים, במטרה להשיג צורות חיים המספקות צרכים מסוימים. לשם כך, הם מתווספים, משתנים או מבוטלים גנים שֶׁל קוד גנטי של יצורים חיים, הנקראת גם עריכה גנטית.

השינוי האנושי בתוכן הגנטי של יצורים חיים מתרחש מאז תחילת הציוויליזציה. באמצעות תהליכים כמו ביות וגידול סלקטיבי, האדם יישם א בחירה מלאכותית לגורלם של הגזעים השונים של כלבים, בעלי חיים או צמחי מזון.

עם זאת, אלו נחשבות לצורות עקיפות של שינוי גנטי, שונות מאוד מאלה הקיימות במעבדה הודות ל בִּיוֹכִימִיָה ובכל זאת ה גנטיקה, שהתערבותו בגנום היא ישירה.

מניפולציה גנטית ישירה מקורה במאה ה-20, הודות לקידום הביוכימיה והגנטיקה, אך במיוחד לגילוי ב-1968 של אנזימים restriction (restriction endonuclease), סוג של חֶלְבּוֹן מסוגל לזהות מקטעים ספציפיים של הקוד הגנטי ו"לחתוך" DNA בנקודה מסוימת.

ממצא זה של הביוכימאי השוויצרי ורנר ארבר (1929-) פותח ושוכלל מאוחר יותר על ידי האמריקנים המילטון סמית' (1931-) ודניאל נתנס (1928-1999).

הודות לכך, הביוכימאים האמריקאים סטנלי נ. כהן והרברט וו. בוייר עשו ב-1973 את הצעד ההיסטורי הראשון במניפולציה הגנטית של פרט: הם חתכו מולקולת DNA לחתיכות, שילבו מחדש את החלקים ומאוחר יותר הזריקו אותה לחיידק. אי קולי, שהמשיך להתרבות כרגיל.

כיום ישנן טכניקות שונות של הנדסה גנטית, כמו הגברה, רצף וריקומבינציה של DNA, תגובת שרשרת פולימראז (PCR), פלזמזיטוזיס, שיבוט מולקולרי או חסימת גנים, בין היתר. לפיכך, ניתן לשנות מקטעים ספציפיים או חומרים ספציפיים בתפקוד הביוכימי העמוק של יצור חי, להיות מסוגל "לתכנת" אותו לבצע משימות או להעניק לו מאפיינים מסוימים.

ברור שסוג זה של ידע כרוך בדילמה אתית חשובה, שכן השינויים המוכנסים לגנום עוברים מאוחר יותר בתורשה לצאצאי היצורים החיים ולכן נמשכים במין.

הנדסה גנטית יכולה להשיג מיני צמחים עמידים יותר בפני מזיקים, למשל, או עכברים עם מחלות מולדות לצורך ניסויים רפואיים, או אפילו טיפולים למחלות חשוכות מרפא; אלא גם לתכנן מחלות למלחמה בקטריולוגית בסופו של דבר.

סוגי מניפולציות גנטיות

הצורות העיקריות של מניפולציה גנטית כיום הן הבאות:

• רצף DNA. זה כרוך ביישום של שיטות ביוכימיות שונות וטכניקות מולקולה של DNA של יצור חי, על מנת לקבוע מהו הרצף הספציפי של נוקלאוטידים (אדנין, גואנין, תימין וציטוזין) המרכיב אותו, משהו מפתח לפענוח ה"תכנות" הטבעי של התהליכים הביוכימיים המתרחשים במהלך החיים . רצף DNA הוא משימה עצומה שכן היא כרוכה בכמויות אדירות של מידע, אפילו במקרה של יצורים מיקרוסקופייםאבל היום אפשר לעשות זאת במהירות הודות למחשוב.
• DNA רקומביננטי. טכניקה זו מורכבת מיצירת מולקולת DNA מלאכותית באמצעות שיטות בַּמַבחֵנָה, ולאחר מכן להזריק אותו לתוך א אורגניזם ולהעריך את הביצועים שלהם. זה מתבצע בדרך כלל על ידי חילוץ מידע מסוים מיצור חי ושילובו באחר, ומאפשר השגת חלבונים ספציפיים (למטרות רפואיות או תרופתיות), השגת חיסונים או שיפור הביצועים הכלכליים של מיני מזון.
• תגובת שרשרת הפולימראז (PCR). נקראת גם PCR, בראשי התיבות שלה באנגלית, היא טכניקת הגברה של DNA שפותחה ב-1986, המורכבת מהשגת עותקים רבים של מולקולת "תבנית" DNA, מסדרה של אנזימים הנקראים פולימראזות. שיטה זו משמשת כיום בתחומים שונים מאוד, כגון זיהוי DNA בחקירות משפטיות, או זיהוי גנטי של פתוגנים (נגיף י בַּקטֶרִיָה) של מחלות חדשות.
• ה-CRISPR. שמו הוא ראשי תיבות באנגלית (חזרות פלינדרום קצרות מקובצות בקביעות) של חזרות פלינדרום קצרות מקובצות ומרווחות באופן קבוע, כך נקראת היכולת של חיידקים לשלב בגנום שלהם חלק מה-DNA של הנגיפים שהדביקו אותם, היורשים מצאצאיהם את היכולת לזהות את ה-DNA הפולש ולהיות מסוגלים להגן על עצמם בהזדמנויות עתידיות. במילים אחרות, זה חלק ממערכת החיסון של פרוקריוטים. אבל מאז 2013 המנגנון הזה משמש כאמצעי למניפולציה גנטית, תוך ניצול השיטה שבה חיידקים "חותכים" ו"דביקים" את ה-DNA של עצמם כדי לשלב מידע חדש, באמצעות אנזים בשם Cas9.

דוגמאות למניפולציה גנטית

מניפולציה גנטית מאפשרת ליצור מזונות שיעמדו טוב יותר בחלוף הזמן.

כמה דוגמאות ליישום של הנדסה גנטית כיום הן:

• טיפול גנטי. בשימוש למלחמה במחלות גנטיות, טיפול מסוג זה מורכב מהחלפת קטע פגום של ה-DNA של אנשים בעותק בריא, ובכך למנוע התפתחות של מחלות מולדות.
• השגה מלאכותית של חלבונים. תעשיית התרופות משיגה רבים מהחלבונים שלה ו חומרים לשימוש רפואי הודות לשינוי גנטי של חיידקים ו שמרים (פטריות), כמו ה Saccharomyces cerevisiae. יצורים חיים אלו "מתוכנתים" גנטית לייצר כמויות אדירות של תרכובות אורגניות, כמו צ'יטנאז אנושי או פרואינסולין אנושי.
• השגת מיני בעלי חיים "משופרים". כדי להילחם ברעב או פשוט כדי למקסם את הייצור של מסוימים מזון ירקות או בעלי חיים, הגנום של בקר, חזירים או אפילו דגי מאכל השתנו, כדי לגרום להם לתת יותר חלב או פשוט לגדול מהר יותר.
• הזרעים של מזון מהונדס". באופן דומה לזה הקודם, צמחי פירות, ירקות או ירקות שונו גנטית כדי להפוך אותם ליותר מִשׁתַלֵם ולמקסם את הייצור שלהם: גידולים שעומדים טוב יותר בבצורת, שמתגוננים מפני מזיקים, שמפיקים פירות גדולים יותר או עם פחות זרעים, או פשוט פירות שמתבגרים לאט יותר ולכן נהנים מתקופה ארוכה יותר להובלה לצרכן מבלי לפגוע בעצמו.
• השגת חיסונים רקומביננטיים. חיסונים עכשוויים רבים, כמו זה שמגן עלינו מהפטיטיס B, מתקבלים באמצעות טכניקות מניפולציה גנטית, שבהן התוכן הגנטי של הפתוגן משתנה כדי לעכב או למנוע את רבייתו, כך שהם לא יכולים לייצר את המחלה, אבל הם יכולים לאפשר את מערכת החיסון להכין הגנות מפני זיהומים ממשיים עתידיים. זה גם מאפשר לבודד גנים ספציפיים להזרקה לתוך גוּף אנושי ובכך לרכוש חסינות מפני מחלות שונות.

יתרונות וחסרונות של מניפולציה גנטית

כפי שראינו, הנדסה גנטית מאפשרת לבצע משימות שלא ניתן היה להעלות על הדעת בעבר, הודות להבנה מעמיקה של מנגנוני המפתח של החיים. לפיכך, אנו יכולים לציין בין יתרונותיו:

• השגה מאסיבית ומהירה של חומרים ביוכימיים חיוניים, המסוגלים להילחם במחלות ולשפר את בְּרִיאוּת של ה אֶנוֹשִׁיוּת. זה חל על תרופות, חיסונים ותרכובות אחרות.
• האפשרות לשפר משמעותית את תעשיית המזון ולהילחם ברעב ובתת תזונה בעולם, באמצעות גידולים עמידים יותר לאקלים או שמייצרים פירות גדולים ומזינים יותר.
• ההזדמנות "לתקן" פגמים גנטיים הגורמים למחלות באמצעות עריכת גנים ספציפיים.

עם זאת, החסרונות שלה כוללים:

• הם כרוכים בדילמות אתיות ומוסריות המאלצות אותנו לחשוב מחדש על מקומו של האדם בסדר הדברים, שכן טעות במניפולציה גנטית עלולה להרוס מין שלם או לייצר אסון אקולוגי.
• המינים ה"משופרים" מתחרים ביתרון על פני המינים הטבעיים, כך שהם מתחילים להחליף אותם, ומרוששים את המגוון הגנטי של המינים, שכן, למשל, אותם זרעים משופרים משמשים לגידולים בגיאוגרפיות שונות בעולם.
• ההשפעה ארוכת הטווח של צריכת מזונות מהונדסים גנטית על אוכלוסיית האדם אינה ידועה, כך שעדיין עלולים להיות סיבוכים בלתי צפויים בהמשך.

היבטים אתיים של מניפולציה גנטית

למניפולציה גנטית יכולות להיות השלכות בלתי צפויות על בני אדם ומינים אחרים.

כמו כל התרגילים המדעיים, מניפולציה גנטית היא לא מוסרית, כלומר יש לה כוחות מועילים ואולי גם מזיקים, תלוי איך אנחנו משתמשים בהם. זה מרמז על דיון הכרחי אֶתִי לגבי התערבות האדם בטבע ברמות כה עמוקות ובלתי הפיכות, המועברות בזמן מדור לדור.

אחת מהדילמות הללו קשורה לגבולות ההתערבות האנושית בתפקוד הביולוגי של מינים. האם רווחת האנושות או, גרוע מכך, רווחת תעשיית המזון או המערכת קָפִּיטָלִיסט העולם, להיות מעל לרווחתם של מיני בעלי חיים או צמחים? האם כדאי לרושש את המורשת הגנטית של כוכב הלכת הידוע היחיד עם חַיִים, לייצר יבולים רווחיים יותר?

לכך יש להוסיף את האפשרות להוליד, במודע או בטעות, מינים חדשים של יצורים חיים, בעיקר מיקרואורגניזמים. עד כמה אנחנו בטוחים שאנחנו לא בונים פתוגנים המסוגלים לגרום סבל עולמי, לא רק לבני אדם, אלא למינים אחרים?

לבסוף, יש את ההיבט האנושי. כמה עלינו להתערב בגנום שלנו כמין? טיפול במחלות ומומים מולדים הוא מטרה ראויה לשבח, אך כזו שראויה להסתכל מקרוב, שכן היא קרובה באופן מסוכן ל"שיפור" המין.

זה האחרון יכול להביא אי נוחות עתידית רבים, ממחלות בלתי צפויות המועברות לדורות הבאים, לחברות המבוססות על אַפלָיָה גנטיקה, כפי שהזהיר המדע הבדיוני בהזדמנויות רבות.

היבטים משפטיים של מניפולציה גנטית

לאחר שמבינים את הדילמה האתית שההנדסה הגנטית מייצגת, ניתן להבין שיש צורך במסגרת משפטית ספציפית בנושא, המבטיחה לא רק הגנה סביבתית, אלא גם את כבוד חיי האדם, בהווה ובעתיד.

רוב הקודים המשפטיים והאתיים הללו מבקשים למתוח את הקו המפריד בין הטיפולי – המאבק במחלות והמאבק לשיפור הבריאות. איכות החיים של העם - של האידיאולוגי, האסתטי או הפוליטי. ברור שהוראות החוק הללו משתנות בהתאם למסגרת החוקית של כל מדינה.

עם זאת, פעולות כגון שיבוט הכנסת תכונות תורשתיות לגנום וטיפול ישיר בעובר למטרות שאינן רפואיות למהדרין אסורים ונחשבים בלתי מוסריים ומסוכנים עבור האנושות, בהתאם להוראות ההכרזה האוניברסלית על הגנום האנושי. זכויות אדם (בִּלתִי), ועל ידי הוועדה הבינלאומית לביואתיקה של ה אונסק"ו.

למרות זאת, ישנם קולות שדורשים מהארגונים הרב-צדדיים הללו להצהיר הצהרה חזקה ומפורשת יותר בעניין, במיוחד לאחר ששתי התאומות האנושיות הראשונות נולדו בסין ב-2012 ללא כל סיכון להידבקות בנגיף HIV, הודות לאפליקציה -לא חוקי לחלוטין- של שיטת CRISPR בעוברים שלהם. כלומר, שני האנשים הראשונים בעריכה גנטית.