Fra gamle soothsayers til Wall Street bestand vælgere, mennesker har altid ønsket at være i stand til at fortælle fremtiden. Evnen er overflødigt at sige for det meste overdrevet.
Men hvad nu hvis der var en mening, hvor du virkelig kunne fortælle fremtiden? Og hvad hvis vi også kunne gøre et bestemt resultat mere sandsynligt, endda sikkert? Den nye teknologi, der kaldes gendrev, tilbyder netop et sådant udsyn til at favorisere særlige træk i fremtidige planter og dyr - for at øge landbrugsproduktionen, reducere risikoen for smitsomme sygdomsoverførsler eller noget, som vi endnu ikke har forestillet os. Nogle har allerede foreslået at bruge gendrev til at eliminere visse myg, der kan sprede Zika, malaria og andre lidelser. Men er det en god idé? Hvordan skal vi tænke på at anvende en sådan teknologi på måder, der forudser og vejer dens fordele og skader for nuværende og kommende generationer?
I løbet af det seneste år behandlede et udvalg fra de nationale akademier for videnskaber, ingeniørvidenskab og medicin disse spørgsmål på anmodning af National Institute of Health og Foundation for NIH. Sidste måned offentliggjorde udvalget, som jeg var formand for med Elizabeth Heitman fra Center for Biomedical Ethics and Society på Vanderbilt University Medical Center, sin betænkning - ”Genetriv i horisonten: Fremme videnskab, navigere i usikkerhed og tilpasse forskning til offentligheden Værdier. ”Så hvad konkluderede vi? Jeg kommer til det om et øjeblik, men først en lektion om videnskaben.
Genkørsteknologi giver forskere mulighed for at ændre de normale regler - odds, hvis du vil - for genetisk arv i seksuel reproduktion. Gennem gendrev kan vi markant forbedre chancerne (fra naturens 50-50 odds i de fleste seksuelt reproducerende arter) for et bestemt gen, der overføres til et afkom. Gendrivteknologien kombinerer en ændret genetisk egenskab, såsom at producere en han, med en øget sandsynlighed for, at egenskaben passerer gennem en population.
Dette er et nyt værktøj i en veletableret forfølgelse. Arv er et område, hvor mennesker lægger en stor indsats i at styre fremtidige resultater. Opdrættere kan arbejde i år eller årtier for at sikre, at karakterer som en plantes frøstørrelse eller en hestes styrke eller hastighed passerer forudsigeligt fra generation til generation. Hvor forudsigeligt? I historien gennemgår essensen af "god avl" gennemgangen af en ønskelig egenskab mellem generationer så pålidelig som muligt.
Først i slutningen af 1800-tallet rejste eksperimenter med ærter med en østrigsk munk, Gregor Mendel, imidlertid udsigten til, at styring af træk mellem generationer kunne gå ud over bedste praksis eller endda bedste gæt. Mendel demonstrerede, at han i det mindste nogle forældrekræfter kunne forudsige den gennemsnitlige hyppighed, som de ville forekomme hos afkom. Hvis for eksempel planter i en seksuelt reproducerende art havde røde blomster eller gule frø, kan en forudsigelse være, at halvdelen af alle afkom ville have røde blomster eller gule frø. Det var et bemærkelsesværdigt fremskridt. I begyndelsen af det 20. århundrede var Mendels resultater blandt de grundlæggende indsigter, der førte til genetikvidenskab.
Genetikere arbejder for at afsløre arvereglerne ved at forstå de processer, der forbinder et individs DNA, eller genotype, til udtrykket af en bestemt egenskab, fænotypen af en udviklende organisme eller en voksen. Dette kræver forståelse af de molekylære og miljømæssige variabler, der kontrollerer et resultat, såsom at have et mandligt eller kvindeligt afkom. Vi ved, at vi i de fleste arter med to køn i gennemsnit kan forvente, at afkomgenerationen vil have omkring halvdelen hanner og halvt hunner. Dette er en grundlæggende arvelige regel - fraværende kræfter som genmutation eller naturlig selektion, hyppigheden af mange træk i afkomgenerationen vil svare til forældremyndighedens. Men hvad hvis du havde teknologien til at ændre den grundlæggende regel og få forholdet i afkomgenerationen til at være 60:40 mænd til kvinder eller 70:30 eller endda 99: 1?
Gendrevet teknologi åbner op for sådanne muligheder. Et gendrev kunne være designet til at øge sandsynligheden for, at en kvinde producerer mænd i modsætning til hunner. Derudover stiger fraktionen af hver generation fraktionen af mænd i en befolkning, når egenskaben "driver" gennem en befolkning - fremtiden bliver mere sikker. Ekstremt kunne meget af eller hele befolkningen blive mænd, og naturligvis for en art med seksuel reproduktion ville resultatet være reduktion eller eliminering af en befolkning eller endda udryddelse af en art.
Men skal gendrev bruges til at ændre populationsstørrelser, måske til udryddelsespunktet? På hovedet har gendrevne modificerede organismer løftet om at forbedre menneskers sundhed og landbrugsproduktivitet, bevare andre arter og fremme basal forskning. Forestil dig at fjerne en mygeart, der bærer malaria.
Der er dog mulige ulemper ved frigivelse af gendrev modificerede organismer i naturlige økosystemer. Hvordan skal vi overveje at bruge en sådan gendrivkraft? Hvad skal vi overveje, før vi beslutter, om vi skal bruge det?
Rapporten fra NIH-udvalget, der blev udsendt i juni, lægger megen opmærksomhed på ansvarlig videnskab og behovet for kontinuerlig evaluering og vurdering af de sociale, miljømæssige, lovgivningsmæssige og etiske overvejelser ved frigivelse af gendrevmodificerede organismer i miljøet. Hvert trin i forskning og implementering, vi understregede, hviler på værdier, som individer og lokalsamfund har. Offentligt engagement i forfølgelsen af at afdække og forstå disse værdier kan ikke være en eftertanke. Styring af forskning på gendrevmodificerede organismer bør begynde med det personlige ansvar, som undersøgeren har, og udvides derfra til forskningsinstitutioner og regulatorer. Men hvilke regulatorer: stat, føderal, global? Når alt kommer til alt, er frigivelse en genetisk drevet modificeret organisme designet til at sprede sig. Grænserne for privat ejendom, stater eller lande er ikke hindringer for spredning. En nøglemeddelelse i rapporten er:
"Der er ikke tilstrækkelig dokumentation tilgængelig på dette tidspunkt til at understøtte frigivelsen af modificerede gendrevne organismer i miljøet. Imidlertid er de potentielle fordele ved gendrev til grundlæggende og anvendt forskning betydelige og berettiger til at fortsætte med laboratorieforskning og stærkt kontrollerede feltforsøg ."
Nogle af hullerne i forståelsen af de fulde virkninger af genteknologi inkluderer økologiske og evolutionære processer i naturlige økosystemer. Hvis vi mindsker eller endda eliminerer en art som en myg, der overfører et patogen, der inficerer mennesker, hvad vil det da betyde for økosystemets stabilitet? Denne handling kan for eksempel derefter åbne en mulighed for en eller flere yderligere insektarter, der overfører endnu mindre ønskelige infektionssygdomme til at blive etableret eller øge antallet.
Udvalgets plan for at komme videre inkluderer en gradvis ramme for testning, der strækker sig fra laboratorieudvikling til feltfrigivelse og overvågning af gendrevmodificerede organismer. Vi anbefalede økologisk risikovurdering som en metode til at kvantificere, hvordan en specifik ændring eller ændring i miljøet vil påvirke noget af værdi for samfundet - såsom vandkvalitet eller muligheden for, at en uønsket skadedyrsart, der overfører et infektiøst patogen, kan blive etableret.
At kontrollere arven i fremtiden over hele populationer og arter er et magtfuldt videnskabeligt fremskridt, som det er svært at overdrive. Og som ofte sker, er der en risiko for, at videnskabelig forskning overgår udviklingen af en bredere etisk ramme for at afgøre, om og hvordan bedst, at implementere denne nyligt erhvervede videnskabelige magt. Lad os håbe, at forskere og regeringer overalt følger opmærksomheden på rapporten om at fortsætte med forsigtighed. Løftet om gentrafiksteknologi er enormt, men når vi taler om kraften til at gøre visse arter udryddet, er det en teknologi, vi ikke har råd til at misbruge.
James P. Collins er Virginia M. Ullman professor i naturhistorie og miljø på School of Life Sciences ved Arizona State University i Tempe.
Denne artikel er skrevet til Future Tense, en Zócalo-partner. Future Tense er et projekt fra Arizona State University, New America og Slate. En version blev også vist på Slate.com.
