Gen-ethics and Synt-ethics 2014 Marek Vácha 3rd Faculty of Medicine UK, Prague

Na cestě k lepší myši V roce 1982 Ralph Brinster a Richard Palmiter vytvořili "transgenní" myši vložením genu pro růstový hormon z potkana do myšího embrya. Myši, které v sobě měly tento gen (VIZ obr. vlevo) produkovaly tento potkaní růstový hormon a vyrostly do dvojnásobné velikosti ve srovnání s normálními sourozenci. Brinster, School of Veterinary Medicine, University of Pennsylvania

GFP

Zelená Generace Taiwan: DNA z medúzy byla přidána do 265 prasečích embryí. Tato embrya byla transferována do osmi prasnic. Čtyři z těchto prasnic zabřezly a narodily se tři samčí selátka Selátka jsou transgenní, neboť v sobě obsahují DNA ze dvou zdrojů: z prasete a z medúzy

Zelená Generace Tato prasat jsou zelená skrz naskrz. Dokonce i jejich srdce a vnitřní orgány jsou zelené Otázkou ovšem je, zda z etického úhlu pohledu... ... je všechno v pořádku?

ANDi

ANDi transgenní makak rhesus ANDi obsahuje gen pro zelený fluorescentní protein (GFP) v každé buňce svého těla gen pro GFP byl vložen do virového vektoru a injikován do prostoru mezi zona pellucida a oocyt. Vektor zakomponoval GFP gen do DNA oocytu. narodil se makak zvaný ANDi (=inserted DNA), který má GFP geny ve všech buňkách svého těla. (Gilbert, S.C., Tyler, A.L., Zackin, E.J., (2005) Bioethics and the New Embryology. Sinauer Associates, Inc. W.H. Freeman & comp. Sunderland, MA U.S.A. p. 196)

Frankenfish

Frankenfish GM atlantický losos doroste do dvojnásobné velikosti než jeho divoký příbuzný do jeho genomu byly přidány geny dvou dalších druhů ryb– the Pacific Chinook salmon a úhoři podobná ryba Zoarces americanus výsledkem je vyšší hladina růstového hormonu, losos roste i v zimě. http://www.independent.co.uk/news/science/a-giant-leap-into-the-unknown-gm-salmon-that-grows-and-grows-2085856.html

The Enviropig Tato GM prasata se nyní v omezené míře mohou chovat v Kanadě. Jejich moč a trus obsahuje o 65 % méně fosforu než u normálních prasat.

The Enviropig Mezi 50% - 75% fosforu přítomnému v cereáliích jako je kukuřice, sója, ječmen a pšenice je přítomno v nestravitelné podobě zvané fytát, který prochází trávicím traktem prasete. Enviropig je geneticky vylepšenou linií Yorkshirského prasete se schopností trávit účinněji fosfor než konvenční yorkshirské prase. Source: University of Guelph

Toto může být velmi dobrá zpráva pro jezera, řeky a delty řek u pobřeží oceánů, kde hraje fosfor ze zvířecího trusu roli hnojiva a může způsobit vodní květ,nadměrný růst řas a sinic. Vodní květ zbavuje vodu kyslíku, čímžto vznikají mrtvé zóny, kde nemohou žít ryby ani jiní vodní živočichové. Prasata v USA se primárně živí kukuřicí, zatímco v Kanadě primárně cereáliemi, včetně ječmene. Fosfor v těchto rostlinách je nestravitelný, pokud není zároveň přítomen enzym fytáza, kterou prasata postrádají. Většina farmářů krmí prasata fytázou jako doplňkovou výživou. Ale strávená fytáza není tak efektivní jako by byla fytáza vytvořená v praseti samotném, takže mnoh nestráveného fosforu stále uniká z těla ven a poté do vody.

Výzkumníci spojili gen z E. coli s myším promotorem Výzkumníci spojili gen z E. coli s myším promotorem. Tato DNA byla následně injikována do velmi raných embryí. Zkoušky ukázaly nejenom že se gen inkorporoval do embrya, jakoož i to, že byl zděděn do následující generace prasat. V tuto chvíli již existuje osmá generace prasat a zdá se, že gen bude předáván dál. Pokud je známo, v genu nejsou žádné změny a předává se dál neporušen. Enviropigs tak mohou strávit mnohem více fosforu a jejich kejda v sobě obsahuje fosforu méně.

Fluorescent mice

GloFish

GM Cows a calf whose milk could be drunk by people suffering from lactose intolerance a second animal whose milk contains high levels of "healthy" fat found in fish. 2011, China: The scientists have successfully introduced human genes into 300 dairy cows to produce milk with the same properties as human breast milk.  the researchers said they were able to create cows that produced milk containing a human protein called lysozyme They created cows that produce another protein from human milk called lactoferrin, which helps to boost the numbers of immune cells in babies. A third human milk protein called alpha-lactalbumin was also produced by the cows.

Gen-etika

Transgenní rýže „Normální“ rýže „Zlatá“ rýže. Tato transgenní rýže obsahuje beta-karoten, který je zdrojem vitamínu A. Tato rýže pomáhá odstranit nedostatek vitamínu A u poloviny světové populace – která je závislá na rýži jako hlavní potravině. V současnosti trpí 70% dětí stáří do pěti let v jihovýchodní Asii nedostatkem vitamínu A. Jako vektor byl užit Ti plasmid.

Genetické inženýrství u rostlin Rostliny odolné chorobám, nebo se zpomaleným zráním Díky tomu, že jsou prakticky všechny buňky totipotentní (=buňka je schopna dát vznik nové rostlině) se s rostlinami pracuje lépe než s živočichy Jako vektor se užívá Ti plasmid z Agrobacterium tumefaciens V přírodě tento plasmid způsobuje tumory rostlin Pracuje se s Ti plasmidem, upraveným tak, že tumory nezpůsobuje

Genetické inženýrství u rostlin Žádaný gen se vloží do Ti plasmidu Plasmid se vloží do bakterie, která pak infikuje rostlinu, nebo se plasmid přímo injikuje do rostlinných buněk

Genetické inženýrství u rostlin Velkou nevýhodou Ti plasmidu je, že Agrobacterium napadá pouze dvouděložné Přibližně polovina sklizně kukuřice a sóji v USA jsou GMO (geneticky modifikované organismy) Mnoho transgenních rostlin obsahuje gen pro resistenci k herbicidům Rostliny upravené k odolnosti vůči škůdcům snižují užívání chemických insekticidů Snaha vytvořit rostliny schopné fixovat vzdušný dusík (=náhrada dusíkatých hnojiv)

Případná nebezpečí Transgenní rostliny by mohly cizí geny (např. odolnosti proti pesticidům) nějak předat divokým plevelům – nebezpečí vzniku „superplevele“ Vzniká technologie pro vytvoření „geneticky modifikovaného člověka“

Synt-etika

Artificial life Mycoplasma mycoides 1,08 Mb „synthetic cell“ – only its genome is truly synthetic

Synthia Craig Venter: „první organismus... jehož otcem je počítač“ James Joyce: "To live to err, to fall, to triumph, to recreate life out of life"  Robert Oppenheimer: "See things not as they are, but as they might be".  Richard Feynman: "What I cannot build, I cannotunderstand"

Artificial life critics Frankencell!

Syntetický život kritika Potenciální užitek syntetických organismů je přeháněn. Tím, že vypustíme syntetické organismy do oblasti znečištění, způsobíme jiný typ znečištění přírody. Nikdy nevíme, jak se tyto organismy budou v přírodě chovat.

Artificial life in the near future we may switch from „reading“ the genomes to „writing“ them the time of „digitizing biology“ is about to come the software builds its own hardware

Artificiální život může jednoho dne metabolizovat ropné skvrny metabolizovat oxid uhličitý a tak redukovat skleníkový efekt. vytvářet nové typy biopaliv vytvářet nové vakcíny ve farmakologii etc.

Diskuse

Modifikace stejně děláme...

"The Lego-ization of biology"

Biomedical Research Bioterrorism Bioerrorism "superweed" etc.

Bioerrorism kmeny mikroorganismů užitých v experimentech zabývajících se rekombinantní DNA jsou geneticky upraveny tak, aby nemohly přežít mimo laboratoř. strains of

Biomedicínský výzkum Precautionary Principle Proactionary Principle Když jsi na pochybách, vyčkej (Evropa) Proactionary Principle Když jsi na pochybách, jdi vpřed (USA) (Thomas Murray, http://www.youtube.com/watch?v=1y4jt7oDrZI)

Biomedical research Precautionary Principle Proactionary Principle When in doubt, pause (mostly Europe) Proactionary Principle When in doubt, go ahead (Thomas Murray, http://www.youtube.com/watch?v=1y4jt7oDrZI)

The Presidential Comission for the Study of Bioethical Isues: New Directions: The Ethics of Synthetic Biology and Emerging Technologies (16/12/2010) "prudent vigilance" "the field of synthetic biology does not require new regulations"

odpovědné správcovství intelektuální svoboda demokratické rokování New Directions: The Ethics of Synthetic Biology and Emerging Technologies prospěch veřejnosti odpovědné správcovství intelektuální svoboda demokratické rokování spravedlnost a férovost