Технологія "Дизайнерська дитина", щоб зробити розумнішими, більш високими дітьми, але не працює



Чи скоро батьки зможуть вирішити, наскільки високими чи розумними будуть їхні діти?

Можливо, ні, нові дослідження говорять.

Етичні дискусії оточують концепцію т. Зв "дизайнерські діти" – потомство, ембріони якого або відібрані за певними ознаками, або генетично спроектовані, щоб похвалитися обраними генетичними ознаками. Колись наукова фантастика, дизайнерські діти стали реальною реальністю, як недавно продемонстрував один вчений-шахрай, створивши перший у світі немовляти, що редагуються геном.

Хоча редагування генів породжує багато галасу, нове дослідження, опубліковане сьогодні (21 листопада) у журналі Осередок, підкреслює альтернативну методику для народження дітей-конструкторів: відбір «чудових» ембріонів шляхом попереднього скринінгу їх ДНК.

Кліністики вже використовують методику, яку називають "доімплантаційним генетичним тестуванням" (PGT), для скринінгу ембріонів, які утворюються шляхом запліднення in vitro (ЕКЗ) – процедура, коли лікарі поєднують статеві клітини батьків у лабораторії та пізніше імплантують отриманий ембріон у матку людини. . Кліністи використовують PGT для виявлення генетичні мутації, які можуть призвести до захворювання, але, можливо, та сама процедура може бути використана для вибору бажаних рис, таких як зріст та інтелект.

Окрім етичних дилем, ідея відбору «оптимальних» ембріонів на основі їх генів має один ключовий недолік: ніхто не знає, чи справді це діятиме.

Пов'язані: Як говорити генетикою: Словник

"Люди можуть сперечатися, якщо це гарна ідея чи погана ідея, але … люди насправді не знали, чи буде це працювати чи ні", – сказав співавтор Шай Кармі, лабораторія якої вивчає статистичну та популяційну генетику в Єврейському університеті Єрусалим. Кармі та його колеги використовували комбінацію генетичних даних, комп'ютерних моделей та реальних досліджень у реальному світі, щоб дослідити, чи дійсно вчені можуть використовувати PGT для того, щоб певна дитина зростала неймовірно високим або особливо розумним.

Виявляється, науки просто ще немає.

"Якщо ми подивимось на те, що ми можемо досягти сьогодні за допомогою сучасних технологій … виграш досить обмежений, зокрема для IQ", – сказав Кармі. Відповідно до моделей команди, за найкращого сценарію ембріони, обстежені на гени, що підвищують висоту, можуть в середньому набирати лише близько 1,2 дюйма (3 сантиметри) висоти. Ембріони, обстежені на інтелект, можуть в середньому отримувати лише близько 3,0 балів за IQ. Насправді вигоди, ймовірно, будуть менш істотними, і жодна не може бути гарантована.

Іншими словами, IQ дизайнерської дитини може «в кінцевому рахунку бути набагато нижчим або набагато вищим, ніж очікується», – сказав Кармі.

"Багато невизначеності"

Щоб дійти висновків, Кармі та його співавтори зібрали повний набір ДНК від реальних людей і поєднали ДНК кожної людини з чужою. Ці "пари" виступали уявними парами для своєї комп'ютерної моделі. Потім вони створили 10 віртуальних ембріонів, комбінуючи ДНК кожної пари та перевіривши ембріони гени пов'язані з ростом і пізнавальною здатністю.

Кармі сказав, що безліч генів впливають на висоту і яскравість даної людини. В Попередній дослідження, вчені визначили ці спеціальні сегменти ДНК, перебравши їх геноми сотень тисяч людей. Потім дослідники конденсували гору даних у "полігенні показники", показник, який визначає, наскільки великий вплив мають різні гени на певну ознаку.

Вони підрахували два полігенні показники для своїх уявних ембріонів: за висотою та IQ. Для кожної вигаданої пари команда підбирала ембріон найвищого рейтингу за кожною ознакою – теоретично, верхні ембріони повинні виробляти найвищих та найрозумніших дітей, вони прогнозували.

Але різниця між "найкращим" та "найгіршим" зарахуванням ембріонів виявилася порівняно невеликою.

"Висновок полягає в тому, що ембріони не відрізняються один від одного", – сказав доктор Сінем Каріпчін, фахівець з питань народжуваності та директор програми профілактики генетичних захворювань Центру фертильності Колумбійського університету, який не брав участі в дослідженні. Зважаючи на те, що кожен набір з 10 ембріонів походить від одних і тих же уявних батьків, відсутність генетичного різноманіття не так дивно, сказала Каріпчін. Два набори ДНК можуть поєднуватися лише настільки багато способів, і таке ж обмеження стосується справжніх батьків, які намагаються вибрати дизайнерські ембріони.

Пов'язані: 5 міфів про лікування фертильності | ЕКЗ та пробірки для немовлят

Крім того, полігенні показники висоти та IQ можуть бути не дуже корисними для прогнозування реального росту та інтелекту людини, сказав Кармі. Використовуючи 28 сімей як тематичне дослідження, автори застосували свою комп'ютерну модель до справжніх батьків та своїх дорослих дітей. З генетичними даними кожної родини команда робила передбачення щодо того, яка дитина повинна бути найвищою, а потім перевіряла їх роботу на предмет справжніх висот кожного брата.

"Ми бачили, що дитина (топ-рейтинг) насправді вище середнього рівня … але ми також бачимо, що існує багато невизначеності", – сказала Кармі. У деяких сім'ях дитина, що займає перше місце, стояла приблизно на 4 сантиметри (10 сантиметрів) вище, ніж середній брат. В інших дитина з найвищого рейтингу впала набагато нижче середнього зросту.

Навіть у своїх модельованих моделях дослідники виявили, що справжній зріст дизайнерської дитини може змінюватися приблизно від 2 до 4 дюймів (5-10 см) від прогнозованого значення. IQ може змінюватися майже на 20 балів в будь-якому напрямку.

Справжня цінність генетичного скринінгу

Крім властивої непевності генетики, інші фактори затьмарюють прогностичну точність полігенних балів за висотою та IQ, відзначили автори. Умови навколишнього середовища, такі як харчування та виховання, також формують фізичний та пізнавальний розвиток дітей і не можуть їх охопити генетичний скринінг. Полігенні результати значною мірою базуються на європейській ДНК, тобто показник може мати невелику цінність для людей інших предків, сказав Каріпчін. У своєму дослідженні автори також працювали з надзвичайно високою кількістю ембріонів, додала вона.

Молода пара може виробляти п’ять-вісім ембріонів через ЕКЗ, надаючи клініцистам варіанти співпраці, сказав Каріпчін. Але після 35 років мати може мати можливість виробляти лише один або два життєздатні ембріони через процедуру, сказала вона. Окрім того, що їх кількість небагато, близько 40% ембріонів 35-річного віку можуть містити аномальне число хромосом. Хромосоми упаковують ДНК у Х-подібні пучки, і людина зазвичай переносить 23 пари цих структур на клітку. У більшості випадків люди не можуть вижити з ненормальною кількістю хромосом – ті, хто виживають, народжуються з порушеннями розвитку, такими як синдром Дауна або синдром Тернера, згідно з Університет штату Юта.

До моменту досягнення потенційною матір'ю 43 років приблизно 90% ембріонів ЕКЗ можуть мати занадто багато або занадто мало хромосом, сказала Каріпчін.

У цей момент ранжування жменьки ембріонів за висотою або інтелектом, ймовірно, буде безрезультатною вправою. Навіть якби цього біологічного обмеження не існувало, зазначає Каріпчін, вона сумнівається, що багато батьків вирішили би використати генетичне тестування для налаштування зовнішності та можливостей своїх дітей. Батьки, здається, більше стурбовані тим, щоб їхні діти зростали здоровими та невдоволеними хворобою, а не неймовірно високими, – сказала вона.

Пов'язані: Майбутнє лікування фертильності: 7 способів виготовлення немовлят можуть змінитися

Каріпчін регулярно використовує PGT для скринінгу ембріонів на генетичні примхи, такі як мутації одногена або додаткові хромосоми, і може достовірно передбачити, чи може даний ембріон розвинутися у дитини з синдромом Дауна, кістозний фіброз, м'язова дистрофія або синдром Fragile X. Батьки, які сподіваються, також проходять генетичне тестування, щоб побачити, чи переносять вони будь-які спадкові захворювання, які вони могли передати своїм дітям.

"Якщо обоє батьків є носіями (PGT) – це єдиний спосіб гарантувати, що вони не передадуть хворобу своїм дітям", – підтвердила Кармі. Тож, хоча батьки ще не можуть налаштувати зріст своєї дитини, вони можуть використовувати генетичний скринінг для покращення стану здоров'я в майбутньому.

Спочатку опубліковано о Жива наука.