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Grenzen der Gen-Editierung

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Ich habe einige Artikel über CRISPR und die Welt der Gen-Editierung gelesen, aber dann kamen mir viele Fragen in den Sinn, auf die ich online keine Antwort finden konnte. Dabei geht es nur darum, wie weit wir einen Organismus bearbeiten können. Hier ist also die allgemeine Frage, gefolgt von einer anderen, um dieses breite Thema ein wenig einzugrenzen:

Wo liegen die Grenzen der Gen-Edition?

  1. Kann man die Gene in seinem gesamten Körper bearbeiten? (als Mensch oder vielzelliger Organismus)
  2. Was sind die Risiken? Ich habe gehört, dass bei einigen Leuten, die es mit Gentherapie versuchten, sich einige ihrer modifizierten Zellen in Krebs verwandelten. War es wegen einer Gen-Inkompatibilität oder wegen eines Fehlers während des Gen-Editing-Prozesses?
  3. Können wir so weit gehen, einige Chromosomen hinzuzufügen oder ein ganzes Chromosom zu ändern? Wenn ein männlicher Mensch beispielsweise sein Geschlecht ändern möchte, könnte er dann sein gesamtes Y in ein X umwandeln?

BEARBEITEN: Ich habe mich entschieden, die Antwort von @MattDMo zu akzeptieren. Ich bin jedoch immer noch an einigen Entwicklungen interessiert (Hinweise zu anderen Technologien…)


Ihre Frage ist sehr weit gefasst, aber ich werde versuchen, jeden Ihrer Punkte kurz anzusprechen.

  1. Es wäre fast unmöglich, die Gene in jeder Zelle eines Menschen oder eines anderen komplexen Organismus allein aufgrund der Anzahl (und Zugänglichkeit) der Zellen zu bearbeiten. Ein ausgewachsener Mensch hat in der Nähe von 30 Billion Zellen - 30.000.000.000.000. Zellen an Orten wie dem Gehirn und dem Zentralnervensystem werden durch die Blut-Hirn-Schranke geschützt, die die meisten Gentherapievektoren davon abhalten würde, auf diese Zellen zuzugreifen. Es gibt andere Gründe, warum es praktisch unmöglich ist, jede Zelle im Körper zu bearbeiten, wie zum Beispiel die Ansammlung von Vektoren in der Leber, aber dies ist einer der wichtigsten.

  2. Krebs ist in der Tat ein Risiko der Gentherapie im Allgemeinen, obwohl DNA-Editing-Technologien wie CRISPR im Besonderen ein geringeres Risiko haben, da die Umstände genau bestimmen, wie die Therapie an den Zellkern der Zelle abgegeben wird, in der sich die DNA befindet. Andere Risiken umfassen potenziell schwere oder tödliche systemische Entzündungen aufgrund einer Immunreaktion auf den viralen Vektor, der die CRISPR-"Maschinerie" trägt. Off-Target-Effekte können auftreten, wenn die falschen Zellen anvisiert werden (obwohl dieses Risiko bei CRISPR im Allgemeinen geringer ist). Darüber hinaus besteht die sehr kleine, aber ungleich Null Chance, dass der gentechnisch veränderte Vektor seine native infektiöse Fähigkeit irgendwie wiedererlangen könnte. Neuere Generationen der Gentherapie haben diese Chance jedoch deutlich reduziert.

  3. Ganz kurz, nein. Die DNA besteht aus "Buchstaben" (A, T, C und G), die als Basen oder Basenpaare bezeichnet werden, und typische CRISPR-Konstrukte arbeiten nur mit maximal 10-20 Basen - normalerweise ist es nur eine oder ein paar, die geändert werden. Ein typisches menschliches Chromosom hat Millionen von Basenpaaren, die Hunderte bis Tausende von Genen umfassen, so dass das Bearbeiten, Hinzufügen oder Entfernen eines ganzen Chromosoms mit dieser Technologie einfach nicht möglich ist.


Wissenschaftler diskutieren, wie weit man bei der Bearbeitung menschlicher Gene gehen kann

Nobelpreisträger David Baltimore vom Caltech spricht vor Reportern auf dem internationalen Gipfel der National Academy of Sciences zur Bearbeitung von menschlichen Genen am Dienstag in Washington, DC Hunderte von Wissenschaftlern und Ethikern aus der ganzen Welt debattieren über den Umgang mit Technologien, die die Bearbeitung der menschlicher genetischer Code. Susan Walsh/AP Bildunterschrift ausblenden

Nobelpreisträger David Baltimore vom Caltech spricht vor Reportern auf dem internationalen Gipfel der National Academy of Sciences zur Bearbeitung von menschlichen Genen am Dienstag in Washington, DC Hunderte von Wissenschaftlern und Ethikern aus der ganzen Welt diskutieren über den Umgang mit Technologien, die die Bearbeitung von menschlicher genetischer Code.

Die globale Erwärmung ist nicht das einzige ärgerliche Thema, mit dem die Welt diese Woche gerungen hat.

Während sich die Delegierten in Paris versammelten, um über den Klimawandel zu diskutieren, trat der Internationale Gipfel zur Humangen-Editierung in Washington D.C. zusammen, um ein weiteres Rätsel zu diskutieren: Wie weit sollten Wissenschaftler gehen, wenn sie menschliche DNA bearbeiten?

Das Hauptaugenmerk lag auf der Frage, ob es Wissenschaftlern erlaubt sein sollte, leistungsstarke neue gentechnische Techniken zur Bearbeitung von Genen in menschlichen Eizellen, Spermien oder Embryonen einzusetzen – ein äußerst umstrittener Schritt, der eine Vielzahl heikler Sicherheits- und ethischer Fragen aufwirft.

Am Ende des Treffens am Donnerstag kamen die Konferenzorganisatoren zu dem Schluss, dass es aus Sicherheits- und ethischen Gründen „unverantwortlich“ sei, jeden Versuch, aus menschlichen Eizellen, Samenzellen oder Embryonen, die verändert wurden, eine Schwangerschaft oder ein Baby zu zeugen.

Aber "intensive Grundlagenforschung" sei "eindeutig erforderlich und sollte fortgesetzt werden", um die Sicherheit und die potenziellen Vorteile der Bearbeitung dieser Art von DNA zu untersuchen, sagte der Ausschuss in einer Erklärung.

"Diese Erklärung ist unsere Antwort auf die Frage, ob es ein Verbot weiterer Forschung geben sollte", sagte David Baltimore, ein mit dem Nobelpreis ausgezeichneter Biologe, der den Vorsitz des Komitees führte.

Insbesondere schlossen die Organisatoren die Möglichkeit nicht aus, dass eines Tages die Gen-Editierung verwendet werden könnte, um Menschen zu erschaffen, da sich "wissenschaftliche Wissensfortschritte und gesellschaftliche Ansichten entwickeln".

Die Organisatoren forderten die Schaffung eines fortlaufenden Forums, um den Stand der Forschung und die Bereitschaft der Gesellschaft weiter zu bewerten.

Fast 500 Wissenschaftler, Ärzte, Bioethiker, Rechtsexperten, Historiker, Patientenvertreter und andere kamen zu dem Gipfel zusammen, der von der US National Academy of Sciences, der US National Academy of Medicine, der Chinese Academy of Sciences und der britischen Royal Society gesponsert wurde .

Ein von den US-Akademien organisiertes internationales Komitee nahm an dem Gipfel teil, um im Rahmen seines Findungsprozesses Empfehlungen für mögliche Richtlinien für die Gen-Editierung herauszugeben. Diese werden nächstes Jahr erwartet.

Das Treffen wurde wegen wachsender Bedenken einberufen, die durch die Entwicklung von Gen-Editing-Techniken wie CRISPR-Cas9 ausgelöst wurden. Diese Techniken ermöglichen es Wissenschaftlern, sehr viel einfacher als je zuvor sehr präzise Veränderungen in der DNA vorzunehmen.

Wissenschaftler glauben, dass die neuen Techniken viele Vorteile bringen werden, wie zum Beispiel neue Wege zur Vorbeugung und Behandlung von Krankheiten wie AIDS, Krebs und Alzheimer zu finden.

Aber die Möglichkeit, DNA so einfach zu bearbeiten, weckt auch viele Befürchtungen, insbesondere im Hinblick auf die Möglichkeit, die menschliche DNA von Anfang an zu verändern. Die Wissenschaftler untersuchten, wie die Veränderung von Spermien, Eizellen und Embryonen wichtige neue Einblicke in die grundlegende menschliche Biologie und Entwicklung liefern und zur Vorbeugung und Behandlung vieler Erbkrankheiten, einschließlich der Huntington-Krankheit, Mukoviszidose und der Tay-Sachs-Krankheit, beitragen könnte.

Aber die sogenannte Keimbahn auf diese Weise zu verändern galt lange Zeit als tabu. Denn solche Veränderungen können an zukünftige Generationen weitergegeben werden. Fehler könnten unbeabsichtigt neue Krankheiten in den menschlichen Genpool einbringen.

Eine weitere Befürchtung ist, dass dieser Schritt Designerbabys die Tür öffnen würde – Kinder schaffen, die klüger, größer, klüger sind oder andere vermeintlich wünschenswerte Eigenschaften haben.

In seinen einleitenden Bemerkungen bezog sich Baltimore auf Aldous Huxleys Buch von 1932 Schöne neue Welt. "Die in seinem Buch enthaltene Warnung ist eine, die wir uns heute zu Herzen nehmen sollten, da wir mit der Aussicht auf neue und mächtige Mittel konfrontiert sind, um die Natur der menschlichen Bevölkerung zu kontrollieren", sagte Baltimore.

Ein anderer Redner, Daniel Kevles, ein Medizinhistoriker der Yale University, erinnerte das Publikum daran, dass Eugenik in den Vereinigten Staaten einst weithin akzeptiert war. "Eugenik war nicht nur bei den Nazis einzigartig, sondern überall", sagte Kevles.

Viele Wissenschaftler betonten, dass sie bei weitem nicht in der Lage sind, komplexe Merkmale genetisch zu verändern. Aber ein prominenter Genetiker spekulierte, dass Versuche, die menschliche Rasse zu verbessern, mit der medizinischen Forschung beginnen könnten.

George Church von der Harvard Medical School hört bei einem Gipfeltreffen am Dienstag einer Diskussion über die Sicherheit und Ethik der menschlichen Genbearbeitung zu. Susan Walsh/AP Bildunterschrift ausblenden

George Church von der Harvard Medical School hört bei einem Gipfeltreffen am Dienstag einer Diskussion über die Sicherheit und Ethik der menschlichen Genbearbeitung zu.

"Ich denke, dass sich Verbesserungen bei der Behandlung schwerer Krankheiten einschleichen werden", sagte George Church von der Harvard University. Die Fähigkeit, das Gedächtnis zu verbessern, könnte mit Forschungen beginnen, die beispielsweise auf die Behandlung der Alzheimer-Krankheit abzielen, sagte Church.

Es schien allgemeine Einigkeit darüber zu herrschen, dass es aus Sicherheitsgründen viel zu früh ist, zu versuchen, ein Baby mit Eiern, Embryonen oder Spermien mit bearbeiteter DNA zu zeugen. Aber es gibt eine Spaltung darüber, was darüber hinaus erlaubt sein sollte.

Einige, wie die katholische Bioethikerin Hille Haker von der Loyola University in Chicago, forderten ein Moratorium für alle Experimente, zumindest bis die Wissenschaftler mehr Zeit haben, die neuen Techniken der Gen-Editierung zu verstehen und die Gesellschaft mehr Zeit hat, die komplexen Probleme zu diskutieren sie erheben.

Andere befürchteten, dass ein Moratorium in einem wichtigen Moment ein vielversprechendes Feld blockieren würde. Sie argumentierten, dass grundlegende Studien im Labor durchgeführt werden sollten.

"Wir alle haben eine unausweichliche moralische Pflicht: die wissenschaftlichen Untersuchungen bis zu dem Punkt fortzusetzen, an dem wir eine rationale Entscheidung treffen können", sagte John Harris, Professor für Bioethik an der University of Manchester in England. "Mir scheint, ein Moratorium in Erwägung zu ziehen ist der falsche Weg. Forschung ist notwendig."

Jennifer Doudna von der University of California, Berkeley, eine Pionierin bei der Entwicklung von CRISPR-Cas9, wiederholte jedoch ihre Position, dass die Forschung mit dieser Technik vorsichtig vorangetrieben werden sollte.

Einer der emotionalsten Momente ereignete sich, als Sarah Gray von der American Association of Tissue Banks vor einer Gruppe von Wissenschaftlern aus dem Publikum sprach. Unter Tränen beschrieb Gray, wie ihr Sohn litt, bevor er sechs Tage nach seiner Geburt an einer genetischen Störung starb. "Wenn Sie die Fähigkeiten und das Wissen haben, diese Krankheiten zu heilen", sagte Gray, "dann tun Sie es verdammt noch mal."


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USDA überarbeitete Vorschriften für GVO und genmanipulierte Pflanzen. Hier ist, was es bedeutet.

Bildnachweis: University of Pennsylvania

USDA-Aufsicht von 1987 bis heute

Um die neue Regulierung von gentechnisch veränderten Pflanzen durch das USDA zu verstehen, ist es wichtig zu wissen, wie die Behörde seit 1987 gentechnisch veränderte Pflanzen reguliert. Das USDA regelt den Import, die zwischenstaatliche Bewegung und die Freisetzung von gentechnisch veränderten Pflanzen in die Umwelt im Rahmen seiner gesetzlichen Befugnis zur Bekämpfung von „Pflanzenschädlingen“ unter das Pflanzenschutzgesetz. Ein „Pflanzenschädling“ ist jeder Organismus, „der Pflanzen oder Pflanzenprodukte direkt oder indirekt verletzen, schädigen oder Krankheiten verursachen kann“. Nach den Vorschriften des USDA gilt eine gentechnisch veränderte Pflanze als „potenzieller“ Pflanzenschädling, wenn eine ihrer neu eingeführten DNA von einem Organismus auf der Liste der Pflanzenschädlinge des USDA stammt oder wenn die Methode zur Einführung von DNA in das Genom der Pflanze einen Organismus auf der Liste der Pflanzenschädlinge des USDA umfasst Liste der Pflanzenschädlinge. Wenn beispielsweise eine gentechnisch veränderte Pflanze mit dem Pflanzenschädling entwickelt wurde Agrobakterium um neue DNA einzuführen, wie es viele sind, wurde es reguliert. Wenn jedoch die gleiche DNA mit der Gen-Gun-Transformationsmethode eingeführt würde, würde das USDA die GV-Pflanze nicht regulieren.

Gemäß diesen Vorschriften (zu finden in 7 CFR Teil 340) waren Entwickler verpflichtet, ihre GE-Pflanzenprodukte vor der Umweltfreigabe einem von drei Aufsichtsverfahren zu unterziehen.

Das erste Verfahren, bekannt als „Notification“, wird verwendet, um Feldversuche mit GV-Anlagen mit geringem Risiko zu regulieren. Der Antragsteller stellt dem USDA detaillierte Informationen zu seinem Verfahren zur Verfügung, und die Behörde hat 30 Tage Zeit, um zu entscheiden, ob das Verfahren fortgesetzt werden soll. Mit diesem Verfahren werden jährlich bis zu 1.000 Feldversuche genehmigt.

Der zweite Prozess ist die „Genehmigung“, die einen detaillierteren Antrag für jede Freilandpflanzung (z. B. Feldversuch) von GV-Pflanzen mit höherem Risiko erfordert. Nach Prüfung des Antrags kann das USDA eine Genehmigung zur Freigabe erteilen. Das USDA hat seit 1987 Hunderte von Genehmigungen ausgestellt.

Der dritte Prozess beinhaltet eine „Petition für den nicht regulierten Status“, bei der ein Entwickler das USDA auffordert, auf der Grundlage von Nachweisen aus Feldversuchen festzustellen, dass die GE-Pflanze kein Pflanzenschädlingsrisiko darstellt und keine Regulierung mehr erfordert. Das Petitionsverfahren ist der primäre Weg zur Kommerzialisierung und mehr als 140 Pflanzen wurden dereguliert.

Bei jedem Regulierungsverfahren stellt das USDA sicher, dass die gentechnisch veränderte Pflanze nicht zu einem Pflanzenschädling wird und den landwirtschaftlichen Interessen schadet.

Bis 2011 hat jede im Freien getestete GE-Anlage entweder eine Meldung eingereicht oder eine Genehmigung erhalten, und alle vermarkteten Anlagen haben das Petitionsverfahren zufriedenstellend abgeschlossen. Dann, im Jahr 2011, führte das USDA ein Verfahren ein, bei dem GE-Saatgutentwickler die Behörde fragen konnten, ob die von ihnen entwickelten GE-Pflanzen einer Regulierung unterliegen oder ob sie ausgenommen waren, weil sie keine Pflanzenschädlingskomponenten enthielten. Das USDA antwortete auf diese "Bin ich reguliert?" Anfragen, ob die GE-Anlage nicht reguliert war und ohne Aufsicht gepflanzt werden könnte. Bis Ende 2019 stellte das USDA fest, dass mehr als 85 Anlagen nicht unter seine Aufsichtsbehörde fielen und von der Aufsicht ausgenommen sind. In den letzten acht Jahren haben wir also einen Rückgang der Zahl der vom USDA regulierten GE-Anlagen beobachtet.[1]

Überarbeitete Vorschriften im Jahr 2020

Die neue Regel (nachhaltige, ökologische, konsistente, einheitliche, verantwortungsbewusste, effiziente (SICHER) Regel), die in den nächsten 18 Monaten umgesetzt wird, gilt für Organismen, die durch „Gentechnik“ hergestellt wurden, die definiert ist, dass sie „ Techniken, die rekombinante, synthetisierte oder amplifizierte Nukleinsäuren verwenden, um ein Genom zu modifizieren oder zu erzeugen.“ Diese weit gefasste Definition umfasst die klassische Gentechnik, die dem Organismus ein oder mehrere neue Gene hinzufügt (Transgene oder das, was Verbraucher als GVO betrachten) und neuere Genbearbeitungstechniken wie CRISPR, die Änderungen innerhalb des bestehenden Genoms eines Organismus vornehmen können.

Während die Definition alle GE-Werke erfasst, befreit das USDA viele von ihnen von jeglicher Aufsicht. Erstens ausgenommen sind Produkte mit einer einzelnen Sequenzdeletion, -substitution oder -addition (wenn die Addition aus dem Genpool der Pflanze stammt). Zweitens sind alle GE-Werke ausgenommen, die den gleichen „Pflanzenmerkmals-Wirkungsmechanismus“ aufweisen wie alle zuvor vom USDA regulierten GE-Werke. Dies bedeutet, dass, wenn das USDA zuvor eine gentechnisch veränderte Pflanze wie eine Glyphosat-tolerante Maissorte regulierte, ein neuer Glyphosat-toleranter GE-Mais ausgenommen ist, wenn er denselben Wirkmechanismus verwendet (d ). Entwickler können selbst bestimmen, ob sie für diese Ausnahmen in Frage kommen. Eine Bestätigung ihrer Selbstbestimmung durch das USDA ist nicht erforderlich und die Agentur muss nicht informiert werden.

Wenn eine gentechnisch veränderte Anlage nicht ausgenommen ist, kann der Entwickler entweder: (1) eine Genehmigung beantragen, wenn die gentechnisch veränderte Anlage potenzielle Risiken für Pflanzenschädlinge aufweist, oder (2) eine Überprüfung des regulatorischen Status (RSR) beantragen. Die RSR beginnt mit einem anfänglichen 180-tägigen Prozess, bei dem das USDA feststellt, ob die GE-Pflanze plausible Pflanzenschädlingsrisiken aufweist. Dieser erste RSR-Schritt ist ein genauerer Blick auf das GE-Werk als das aktuelle „Bin ich reguliert?“ Prozess, aber weniger detailliert als der Prozess, der für „Petitionen für den nicht regulierten Status“ verwendet wird. Das USDA erklärte, dass die erste Überprüfung keine anlagenspezifischen „Labor- oder Feldtestdaten“ erfordert. Wenn das USDA entscheidet, dass keine plausiblen Risiken bestehen, sendet es einen Brief an den Entwickler, in dem es heißt, dass die Anlage nicht reguliert ist, und veröffentlicht den Brief auf seiner Website. Wenn das USDA nicht zu dem Schluss kommen kann, dass keine plausiblen Risiken bestehen, kann der Entwickler entweder: (1) verlangen, dass das USDA den zweiten Teil des RSR durchführt, der eine detaillierte Bewertung potenzieller Pflanzenschädlingsrisiken darstellt, die bis zu 15 Monate dauern kann) oder (2) eine Genehmigung beantragen. Die längere und detailliertere RSR-Bewertung ist vergleichbar mit dem aktuellen „Petition for non-regulated status“-Prozess und endet damit, dass das USDA feststellt, dass die GE-Anlage entweder nicht reguliert ist oder eine Genehmigung benötigt. Wenn ein Entwickler eine Genehmigung vom USDA erhält, unterliegt jede Freilandanpflanzung (z. Dies sind die gleichen Beschränkungen, denen praktisch alle GE-Werke vor 2012 im Rahmen der Notifizierungs- und Genehmigungsverfahren unterlagen. Nur GE-Werke, die Genehmigungen erhalten, haben eine kontinuierliche Aufsicht des USDA.

Besorgniserregende Aspekte von SECURE

Die Ausnahmen sind ein besorgniserregender Aspekt der neuen SECURE-Regel. Erstens werden sie nicht durch wissenschaftliche Beweise gestützt, die belegen, dass diese Kategorien von gentechnisch veränderten Pflanzen keine Risiken darstellen. Stattdessen stellt das USDA fest, dass, da eine einzelne Streichung, Substitution oder Hinzufügung eine Pflanze hervorbringt, die durch konventionelle Züchtungsmethoden erreicht werden könnte, und da konventionell gezüchtete Pflanzen kein Pflanzenschädlingsrisiko darstellen, geneditierte Pflanzen, die dieselben Produkte sind wie Produkte, die durch konventionelle Züchtung erreicht werden, birgt kein Risiko für Pflanzenschädlinge. Das Problem bei diesem Argument ist, dass ein wissenschaftsbasiertes Regulierungssystem seine Aufsicht darauf aufbauen sollte, ob die Pflanze Merkmale besitzt, die sie zu einem potenziellen Pflanzenrisiko machen, und nicht auf der Produktionsmethode der Pflanze. Ein Grund, warum das USDA seine Regeln überarbeitet hat, war, sich auf die Eigenschaften eines Produkts zu konzentrieren und nicht darauf, wie es entwickelt wurde, aber genau das ist der Ansatz, den diese Ausnahmen festschreiben. Während viele, wenn nicht die meisten Pflanzen mit einer einzigen Löschung kein Risiko für Pflanzenschädlinge darstellen, sollte das USDA dies nicht regulieren, wenn dies der Fall ist?

Die zweite Sorge besteht darin, dass der Entwickler selbst bestimmt, ob sein Produkt für eine Ausnahme in Frage kommt. Dies führt zu einem inhärenten Interessenkonflikt, da Entwickler finanzielle Anreize haben, sich selbst freizustellen. Während einige Entwickler sorgfältig den regulatorischen Status einer GE-Anlage bestimmen, können andere dies nicht tun. Darüber hinaus wissen weder das USDA noch die Öffentlichkeit, dass die gentechnisch veränderte Anlage in die Umwelt gelangt und in die Lebensmittelversorgung gelangt, wenn ein Entwickler selbst bestimmt, dass sein Produkt ausgenommen ist, da es keine Verpflichtung gibt, die Behörde über die Selbstbestimmung zu informieren . Wenn das USDA nicht weiß, welche GE-Werke als befreit gelten, wie kann es dann bestätigen, dass die Feststellung richtig ist?

Positive Aspekte von SECURE

Positiv an der neuen Regelung ist die Entscheidung der Agentur, die Ausnahmen auf einzelne Bearbeitungen zu beschränken. Das USDA argumentiert, dass eine einzelne Bearbeitung zwar ein Produkt imitiert, das durch konventionelle Züchtungsmethoden hergestellt werden kann, dies jedoch nicht für Produkte mit mehreren Bearbeitungen gilt. Wenn ein Entwickler zwei oder mehr Änderungen vornimmt, muss der Entwickler daher eine Genehmigung beantragen oder eine RSR anfordern. Das erste geneditierte kommerzielle Produkt in den USA – Calyxts High-Oleic-Sojabohne, die das USDA im Rahmen der „Bin ich reguliert?“ ausgenommen hat. Prozess – wäre nach den neuen Regeln nicht ausgenommen, da er zwei bearbeitete Gene hat. Wenn die meisten geneditierten Produkte am Ende zwei oder mehr Bearbeitungen aufweisen, sind die Ausnahmen möglicherweise nur eingeschränkt anwendbar.

Während mehrfach bearbeitete Produkte nicht automatisch ausgenommen sind, wird das USDA wahrscheinlich im ersten Schritt des RSR-Prozesses feststellen, dass viele kein plausibles Pflanzenschädlingsrisiko darstellen. Das Ergebnis kann also das gleiche sein – diese Produkte sind nicht reguliert. Zumindest die anfängliche RSR-Bestimmung (anstelle einer Entwickler-Selbstbestimmung) wird jedoch veröffentlicht, damit die Interessengruppen wissen, welche mehrfach herausgegebenen Produkte auf den Markt kommen.

Mögliche Auswirkungen

Das USDA gibt an, dass ein Ziel seiner Revisionen darin besteht, „regulatorische Erleichterungen“ zu schaffen, und die endgültige Regel erreicht dies eindeutig. Viele GE-Anlagen, die in der Vergangenheit für Feldversuche entweder durch das Notifizierungs- oder Genehmigungsverfahren eine Eindämmung erforderten, unterliegen keiner materiellen Regulierung mehr. Sie werden entweder ausgenommen oder haben im ersten Schritt des RSR-Verfahrens keine plausiblen Risiken für Pflanzenschädlinge. In der Praxis bedeutet dies, dass GE-Anlagenentwickler (sowohl private Entwickler als auch akademische Wissenschaftler) Feldversuche ohne Beschränkungsbedingungen durchführen können, die sicherstellen, dass die GE-Anlagen nach Abschluss des Versuchs nicht in der Umwelt verbleiben. Das USDA erklärte in seiner vorgeschlagenen Regel, dass es hofft, dass die Entwickler die Beschränkungsmaßnahmen freiwillig fortsetzen, aber dies kann passieren oder nicht. GE-Anlagen sind in der Vergangenheit Feldversuchen unter Aufsicht des USDA entgangen, und die Wahrscheinlichkeit, dass dies geschieht, wird ohne Aufsicht des USDA nur zunehmen. Das könnte bedeuten, dass neue Proteine ​​versehentlich in unsere Nahrungsversorgung gelangen, bevor sie für den menschlichen Verzehr als sicher gelten. Experimentelle genetisch veränderte Pflanzen, die nach Abschluss eines Feldversuchs in der Umwelt verbleiben, könnten auch Nicht-Zielorganismen schädigen. Wenn schließlich eine ungeregelte gentechnisch veränderte Anlage einem Feldversuch entgeht und in den Exportmarkt gelangt, könnte dies zur Ablehnung der US-Ware führen, da die Versuchsanlage im Importland nicht zugelassen ist.

Die endgültige Regel bietet auch nicht die erforderliche Transparenz über GE-Anlagen, die kommerzialisiert werden. Das USDA, die Lebensmittelindustrie und die Verbraucher werden den Entwicklern ausgeliefert sein, um Informationen über Produkte zu veröffentlichen, die sie als ausgenommen erachtet haben. Woher weiß die Lebensmittelindustrie, welche Lebensmittel gentechnisch veränderte Pflanzen enthalten, um sicherzustellen, dass sie die gesetzlichen Anforderungen des Exportmarktes erfüllen? Wie werden Lebensmittelhersteller und Einzelhändler die Fragen von Verbrauchern beantworten, die fragen, ob ihre Produkte Zutaten aus gentechnisch veränderten Pflanzen oder gentechnisch veränderten Pflanzen enthalten? Wenn Verbraucher keinen Zugang zu Informationen darüber haben, welche GE-Anlagen vermarktet werden, werden sie dann skeptisch gegenüber diesen Produkten und ihrer Sicherheit werden? Der der Regel innewohnende Mangel an Transparenz könnte zu internationalen Handelsproblemen und falsch informierten Verbrauchern führen.

GE-Anlagen haben Landwirten, der Umwelt und den Verbrauchern Vorteile gebracht und werden dies wahrscheinlich auch in Zukunft tun. Die USDA-Regel könnte jedoch die Akzeptanz dieser Produkte durch die Lebensmittelindustrie beeinträchtigen und das Misstrauen der Verbraucher gegenüber biotechnologischen Pflanzen und Lebensmitteln schüren.

[1] Während das USDA die wichtigste Behörde für die Regulierung von GE-Anlagen ist, regulieren die FDA und die EPA Teilmengen von GE-Anlagen. Wenn eine gentechnisch veränderte Pflanze für Lebens- oder Futtermittel verwendet wird, regelt die FDA dies im Rahmen eines freiwilligen Konsultationsverfahrens, das gemäß dem Bundesgesetz über Lebensmittel, Arzneimittel und Kosmetika eingerichtet wurde. Wenn eine GE-Pflanze ein Pestizid produziert, reguliert die EPA es als ein in Pflanzen enthaltenes Schutzmittel im Rahmen des Bundesgesetzes über Insektizide, Fungizide und Rodentizide.

Dieser Artikel wurde auf der Website der Cornell Alliance for Science veröffentlicht und wurde hier mit Genehmigung erneut veröffentlicht. Folgen Sie der Allianz für Wissenschaft auf Twitter @ScienceAlly


Ein Ein-Aus-Schalter für die Genbearbeitung

Jetzt in einem online veröffentlichten Papier in Zelle Am 9. April beschreiben Forscher eine neue Gen-Editing-Technologie namens CRISPRoff, die es Forschern ermöglicht, die Genexpression mit hoher Spezifität zu kontrollieren, während die Sequenz der DNA unverändert bleibt. Die Methode wurde von Jonathan Weissman, einem Mitglied des Whitehead Institute, dem Assistant Professor Luke Gilbert an der University of California San Francisco, dem Postdoc James Nuñez von Weissman und Mitarbeitern entwickelt und ist stabil genug, um durch Hunderte von Zellteilungen vererbt zu werden, und ist auch vollständig reversibel.

„Die große Geschichte hier ist, dass wir jetzt ein einfaches Werkzeug haben, das die überwiegende Mehrheit der Gene zum Schweigen bringen kann“, sagt Weissman, der auch Professor für Biologie am MIT und Forscher am Howard Hughes Medical Institute ist. „Wir können das für mehrere Gene gleichzeitig ohne DNA-Schäden, mit großer Homogenität und rückgängig machen. Es ist ein großartiges Werkzeug zur Kontrolle der Genexpression.“

Das Projekt wurde teilweise durch einen Zuschuss aus dem Jahr 2017 von der Defense Advanced Research Projects Agency finanziert, um einen reversiblen Geneditor zu entwickeln. „Vier Jahre vorspulen [ab dem anfänglichen Stipendium], und CRISPRoff funktioniert endlich wie vorgesehen auf Science-Fiction-Art“, sagt Co-Senior-Autor Gilbert. „Es ist spannend zu sehen, wie es in der Praxis so gut funktioniert.“

Gentechnik 2.0

Das klassische CRISPR-Cas9-System verwendet ein DNA-schneidendes Protein namens Cas9, das im bakteriellen Immunsystem vorkommt. Das System kann mithilfe einer einzigen Leit-RNA auf bestimmte Gene in menschlichen Zellen ausgerichtet werden, wobei die Cas9-Proteine ​​winzige Brüche im DNA-Strang erzeugen. Dann flickt die vorhandene Reparaturmaschinerie der Zelle die Löcher.

Da diese Methoden die zugrunde liegende DNA-Sequenz verändern, sind sie dauerhaft. Außerdem ist es aufgrund ihrer Abhängigkeit von „internen“ zellulären Reparaturmechanismen schwierig, das Ergebnis auf eine einzige gewünschte Veränderung zu beschränken. „So schön CRISPR-Cas9 auch ist, es übergibt die Reparatur an natürliche zelluläre Prozesse, die komplex und facettenreich sind“, sagt Weissman. „Es ist sehr schwer, die Ergebnisse zu kontrollieren.“

That’s where the researchers saw an opportunity for a different kind of gene editor — one that didn’t alter the DNA sequences themselves, but changed the way they were read in the cell.

This sort of modification is what scientists call “epigenetic” — genes may be silenced or activated based on chemical changes to the DNA strand. Problems with a cell’s epigenetics are responsible for many human diseases such as Fragile X syndrome and various cancers, and can be passed down through generations.

Epigenetic gene silencing often works through methylation — the addition of chemical tags to to certain places in the DNA strand — which causes the DNA to become inaccessible to RNA polymerase, the enzyme which reads the genetic information in the DNA sequence into messenger RNA transcripts, which can ultimately be the blueprints for proteins.

Weissman and collaborators had previously created two other epigenetic editors called CRISPRi and CRISPRa — but both of these came with a caveat. In order for them to work in cells, the cells had to be continually expressing artificial proteins to maintain the changes.

“With this new CRISPRoff technology, you can [express a protein briefly] to write a program that’s remembered and carried out indefinitely by the cell,” says Gilbert. “It changes the game so now you’re basically writing a change that is passed down through cell divisions — in some ways we can learn to create a version 2.0 of CRISPR-Cas9 that is safer and just as effective, and can do all these other things as well.”

Building the switch

To build an epigenetic editor that could mimic natural DNA methylation, the researchers created a tiny protein machine that, guided by small RNAs, can tack methyl groups onto specific spots on the strand. These methylated genes are then “silenced,” or turned off, hence the name CRISPRoff.

Because the method does not alter the sequence of the DNA strand, the researchers can reverse the silencing effect using enzymes that remove methyl groups, a method they called CRISPRon.

As they tested CRISPRoff in different conditions, the researchers discovered a few interesting features of the new system. For one thing, they could target the method to the vast majority of genes in the human genome — and it worked not just for the genes themselves, but also for other regions of DNA that control gene expression but do not code for proteins. “That was a huge shock even for us, because we thought it was only going to be applicable for a subset of genes,” says first author Nuñez.

Also, surprisingly to the researchers, CRISPRoff was even able to silence genes that did not have large methylated regions called CpG islands, which had previously been thought necessary to any DNA methylation mechanism.

“What was thought before this work was that the 30 percent of genes that do not have a CpG island were not controlled by DNA methylation,” Gilbert says. “But our work clearly shows that you don’t require a CpG island to turn genes off by methylation. That, to me, was a major surprise.”

CRISPRoff in research and therapy

To investigate the potential of CRISPRoff for practical applications, the scientists tested the method in induced pluripotent stem cells. These are cells that can turn into countless cell types in the body depending on the cocktail of molecules they are exposed to, and thus are powerful models for studying the development and function of particular cell types.

The researchers chose a gene to silence in the stem cells, and then induced them to turn into nerve cells called neurons. When they looked for the same gene in the neurons, they discovered that it had remained silenced in 90 percent of the cells, revealing that cells retain a memory of epigenetic modifications made by the CRISPRoff system even as they change cell type.

They also selected one gene to use as an example of how CRISPRoff might be applied to therapeutics: the gene that codes for Tau protein, which is implicated in Alzheimer’s disease. After testing the method in neurons, they were able to show that using CRISPRoff could be used to turn Tau expression down, although not entirely off. “What we showed is that this is a viable strategy for silencing Tau and preventing that protein from being expressed,” Weissman says. “The question is, then, how do you deliver this to an adult? And would it really be enough to impact Alzheimer’s? Those are big open questions, especially the latter.”

Even if CRISPRoff does not lead to Alzheimer’s therapies, there are many other conditions it could potentially be applied to. And while delivery to specific tissues remains a challenge for gene editing technologies such as CRISPRoff, “we showed that you can deliver it transiently as a DNA or as an RNA, the same technology that’s the basis of the Moderna and BioNTech coronavirus vaccine,” Weissman says.

Weissman, Gilbert, and collaborators are enthusiastic about the potential of CRISPRoff for research as well. “Since we now can sort of silence any part of the genome that we want, it’s a great tool for exploring the function of the genome,” Weissman says.

Plus, having a reliable system to alter a cell’s epigenetics could help researchers learn the mechanisms by which epigenetic modifications are passed down through cell divisions. “I think our tool really allows us to begin to study the mechanism of heritability, especially epigenetic heritability, which is a huge question in the biomedical sciences,” Nuñez says.


Paper: Congress Must Clarify Limits of Gene Editing Technologies

University of Illinois at Urbana-Champaign

CHAMPAIGN, IL &mdash Genome editing of human embryos represents one of the most contentious potential scientific applications today. But what if geneticists could sidestep the controversy by editing sperm and eggs instead?

Entsprechend a new paper co-written by a University of Illinois at Urbana-Champaign legal expert who studies the ethical and policy implications of advanced biotechnologies, how the next Congress decides to handle the issue will affect the science, ethics, and financing of genome editing for decades to come.

Although there are a number of statutes and federal appropriation riders that take as their bioethical center the human embryo, none exist that govern the editing of "gametes"&mdashthat is, sperm and eggs, said Jacob S. Sherkow, a professor of law at Illinois.

"The current federal funding ban is predicated on a concept of bioethics that focuses on the embryo, and that's because there's widespread recognition in US society that embryos have a certain moral salience that other biological components don't," he said. "But with advances in biotechnology, you can get around that. You can sidestep editing embryos by editing sperm and eggs, instead.

Regardless of how one thinks about whether embryos should get special bioethical status in this context, you have to understand that the same technology can now be used on sperm and eggs. So federal funding bans on genetically editing embryos with technologies such as CRISPR may not extend to future generations of the technology&mdashand those future generations are coming quickly."

In the paper, Sherkow and co-authors Eli Y. Adashi of Brown University and I. Glenn Cohen of Harvard Law School discuss how the editing of sperm and eggs differs from embryos from a bioethical and U.S. legal perspective.

"This is particularly timely for two reasons," he said. "One, genome-editing technology is getting more effective, cheaper, and safer to use every day and two, this is an election year. We're going to seat a new Congress in January, and whether to continue down this path is something that the new Congress is going to have to decide."

The main statute that prohibits the clinical use of heritable genomic editing is an annually renewed Congressional appropriations rider first put into law in 2015.

Related Article: Trends in Genetics: A Tale of Two Decades

According to Sherkow and his colleagues, the rider was initially dropped into an appropriations bill with little discussion. The language was briefly removed last year, prompting a debate about whether it applied to certain mitochondrial-replacement therapies and ought to be reinserted.

"The debate was firmly centered on the editing of embryos, but no legislator considered whether the language also applied to the editing of sperm and eggs," Sherkow said. "And there are strong arguments to be made that the plain text of the rider does not apply to sperm and eggs."

If the appropriations rider doesn't apply to editing sperm and eggs, then those who believe that such editing is just as problematic as editing embryos "should seek to alter the rider to make it apply to sperm and egg editing, as well," Sherkow said.

"Some of the ethical concerns raised about editing embryos are applicable to editing sperm and eggs while others are not," he said. "Objections to embryonic gene editing due to the need to destroy human embryos in research and clinical applications are quite different for sperm and eggs."

Those who have opposed the destruction of embryos, including members of some religious communities, haven't raised similar objections to sperm and egg editing, Sherkow said.

"Proponents of embryonic personhood claims emphasize that the genetic code of the early embryo is set at the time when sperm and egg form a zygote. But sperm and egg editing occurs before that moment, toppling the claim that editing gametes alters 'a person,' and is really more analogous to selecting a sperm or egg donor."

At the same time, policymakers should be heartened by the notion that "we don't necessarily have to stop research on these technologies because now we have the ability to do it in gametes as opposed to embryos," said Sherkow, who also is an affiliate of the Carl R. Woese Institute for Genomic Biology.

"The new Congress that's seated in January should pay attention to the development of genome editing technologies like these, and should be more attuned to the extent of what limits it wants to put on research, given that such research can proceed without some of the moral trappings that have jammed prior Congresses," he said. "For those who think that there are important differences between embryos and gametes, this may offer an opportunity to develop a different regulated pathway for sperm and egg editing."

- This press release was originally published on the Illinois News Bureau


Pros of Gene Editing

The pros of gene editing simply denote the advantages of genetic modification. Some pros of gene editing in agriculture are increased crop yields, reduced costs for food or drug production, reduced need for pesticides, enhanced nutrient composition and food quality, resistance to pests and disease, greater food security, and medical benefits to the world’s growing population.

In term of biology, it’s useful to cure and prevent genetic diseases using different techniques related to this field.

CRISPR has become one of the most dominant genes editing instruments now which can adjust diseases causing qualities in embryos brought to term-evacuate the defective hereditary code of that individual’s future relatives also.

This is truth be told, the greatest transformation in gene editing till the date. Late advancements found in gene editing have not just presented various energizing potential outcomes for human progression yet brought up troublesome moral issues about building an architect people.

1. Tackling and Defeating Diseases:

Generally, fatal and troublesome illnesses on the earth have opposed decimation. Various gene mutations that people endure will end simply after effectively mediate and hereditarily engineer the people to come.

Cancer therapeutics: New immunotherapy can be created utilizing hereditary altering that can treat disease. Adjustment of T-cells utilizing CRISPR can find and kill cancer cells.

Drug Research: Genetic cosmetics can possibly accelerate the medication disclosure process. A portion of the medication creators are as of now consolidating CRISPR innovation in tranquilize research and revelation stage.

Inherent Diseases: With genetic editing, the researcher can anticipate innate ailment to stream to the posterity. Diabetes and cystic fibrosis can likewise be disposed of.

2. Extend Lifespan

Genome altering could broaden the human life expectancy. People life expectancy has just shot up by various years and researchers are as of now living longer and more. Hereditary engineering could make our time on Earth even long.

There are explicit, basic ailments and ailments that can grab hold further down the road and can wind up murdering us sooner than should be expected. Genetic editing can invert most fundamental purposes behind the body’s common decay on a phone level.

Which means, it can radically improve both the range and the personal satisfaction later on.

3. Growth In Food Production and Its Quality:

Gene editing can design nourishment that can withstand brutal temperatures and that are stuffed loaded with quite a few supplements.

Furthermore, it could likewise be the response to satisfy the substantial nourishment needs that are still not met in numerous nations. Genetically modified crops have the quality of high yield and more nutrients.

4. Pest Resilient Crops

Genome editing can address pest and nutrition challenges facing agriculture. Instead of using tons of insecticides and pesticides, the plan can be protected in a healthier way. The use of pesticides after harvesting or while cultivating may ultimately harmful but the genome editing method reduces the risk of its potentiality.

5. Positive Medicine Outcome

One of the best pros in gene editing is positive medicine outcome. As a builder knows the strength as well as weak points of buildings constructed under his supervision, scientists are already known about modified genes. It means they can easily discover appropriate medicine and technique.

6. Gene therapy creates permanent results

Gene therapy creates permanent results. Gene therapy offers the plausibility of a lasting solution for any of the more than 10,000 human diseases brought about by a deformity in a single gene.

Among these maladies, the hemophilias speak to a perfect objective and concentrates in the two creatures and people have given proof that a changeless remedy for hemophilia is inside reach.


Individuals below the Barrier

The greatest damage to the barrier came when new technologies defined some of the acts below the germline barrier as actually impacting individuals, not the species. Recall that this barrier was built to draw a boundary with the eugenists, who were primarily interested in improving the human species, so below the barrier was the species. As technology improved, what is now obvious came into view, which is that to change a species, you must first change individuals. The moral view of the acts below the barrier began to focus on the changed individual who would be produced and largely ignored any influence that the individual would subsequently produce on the species. If there are individuals on both sides, this is a similarity, which will further weaken the barrier.

The first act below the barrier impacting an individual was the hypothetical future patient. For example, LeRoy Walters was the bioethicist who was the chair of the committee at the NIH that regulated trials of HGE. He extrapolated from the beneficent relief of suffering from disease for an existing individual on the somatic side of the barrier to a future individual on the germline side, arguing that “Affected offspring could presumably be treated by means of somatic-cell gene therapy in each succeeding generation, but some phenotypically cured patients would probably consider it more efficient to prevent the transmission of specific malfunctioning genes to their offspring, if the option were available” (26).

Similarly, somatic gene therapy pioneer Theodore Friedmann wrote that “it has been suggested that the need for efficient disease control or the need to prevent damage early in development or in inaccessible cells may eventually justify germ line therapy” (17). For example, somatic modification of the cells in an existing person’s brain is not easy, because the cells are inaccessible. However, a modified embryo would develop the genetically modified brain. There was now a person with a genetic disease upslope requiring somatic modification, and one downslope who requires germline invention to prevent the disease in the first place. If the only values are beneficence and nonmaleficence, these acts on individuals are the same, so Walters and Friedmann argue for taking down the barrier.

Far more consequential for future debate was that a different technology was now placing actual babies below the barrier. It is testimony to the incredible strength of the barrier that, at first, few saw the implications. In 1978, in vitro fertilization was invented, which did not influence the genetic qualities of the offspring. However, it was discovered in 1989 that the genetic qualities of those embryos could be evaluated using what is now called preimplantation genetic diagnosis (PGD). With PGD, a number of embryos are created and all are tested, and those with desirable genetic qualities are gestated and the undesirable discarded. This was, in effect, germline selection (not modification) of the traits of a baby and ultimately a (very small) influence on the species as the eugenicists would have desired. It changed the germline of the baby compared to what it otherwise would have been.

A few participants in the debate realized that PGD produced a baby on the slope below the germline barrier, and we again had the similar individual with a potential disease both upslope and downslope. Bioethicist LeRoy Walters predicted a scenario that would, in my terms, produce almost perfect similarity of acts on both sides of the germline barrier. A couple would like to use PGD but could not because they are opposed to destroying embryos, or are not capable of producing embryos that do not have disease. If germline modification of their embryos was performed for this couple, the goal would be to produce an individual—a healthy baby—not influence the species: “in both of these scenarios, germ-line transmission would be a foreseeable but unintended side effect of a therapeutic procedure intended primarily to cure disease in an (embryonic) individual” (27). These insights had little impact on the HGE debate because PGD was perceived to be a part of the abortion debate. As PGD became more commonplace, and could identify more traits, the stage was set for later weakening the barrier.


Ethical and regulatory reflections on CRISPR gene editing revolution

Only three years ago, scientists from the United States and Sweden invented a technology that is literally upending our view of the limits of biotechnology. It’s called CRISPR-Cas9. It’s akin to a biological word processing system that allows scientists to cut and paste DNA almost as easily as if they were editing a journal article.

CRISPR stands for Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, which describes a process in nature that scientists have harnessed to snip and splice sections of DNA. To do this, they use what’s known as a slicer enzyme called Cas9.

The technology, a key part of a revolution in what is known as synthetic biology and gene editing, is a huge improvement over existing techniques. It’s much more precise, targeted and far quicker than transgenics—the classic process of moving so-called “foreign” genes from one organism into another. The public, egged on by activist NGOs, have created the erroneous perception that transgenics involves crossing a “species barrier” that in fact does not really exist in nature, and therefore poses unique ecological and ethical risks. Those fears are now embodied in restrictive legislation around genetic engineering in food—GMOs.

Transgenesis has other limitations. It is fundamentally a process of gene addition that does not harness a plant’s native genetic repertoire to create whole suites of valuable traits. These concerns have conspired to limit the use of transgenesis for creating crops with agriculturally valuable traits to a few high-profit ones, such as cotton, soybean and corn.

Genome editing sidesteps many of these concerns and has emerged as an important means through which crop improvements that increase the food supply, improve health and are good for the environment can be made. The potential for creating genes that could produce metabolites, provide resistance to stresses, increase photosynthetic efficiency to attain higher yields and other beneficial improvements are almost endless.

However, it’s not clear how new crops varieties with precisely modified genomes will be regulated, as regulatory regimes did not anticipate this kind of simple precision. The US Department of Agriculture has said it is studying CRISPR/Cas9 and will make recommendations in the near future. But recent developments suggest that plants that lack a transgene may not fall under the USDA’s regulatory authority.

CRISPR technology presents more immediate challenges in other areas of genetics. “This discovery has triggered a veritable revolution as laboratories worldwide have begun to introduce or correct mutations in cells and organisms with a level of ease and efficiency not previously possible,” Jennifer Doudna, one of the scientists credited with harnessing the technology, wrote in an editorial published in JAMA in February.

CRISPR will certainly lead to the development of new drugs and open the door to genetic cures once seen as out of the reach of human intervention. Start-ups designed to exploit the technology are abounding. Douda herself has founded a company that recently struck a lucrative licensing deal with Novartis in a search for new drugs. But the technology has also opened the door for mischief.

In April, scientists in China reported carrying out the first experiment using CRISPR gene editing to alter the DNA of human embryos, potentially impacting the germline. Although the embryos were not viable and could not have developed into babies, the announcement ignited an outcry from scientists warning that such a step, crossed an ethical redline.

That announcement rang ethical alarm bells, and not just from precautionary-obsessed NGOs. A group of 18 prominent scientists and experts in law and ethics published a letter in Wissenschaft calling for a moratorium on some uses of this technology.

“My colleagues and I felt that it was critical to initiate a public discussion of the appropriate use of this technology, and to call for a voluntary ban on human germline editing for clinical applications at the present time,” Douda wrote in an email to Das tägliche Biest.

“The paper was published in the center of a perfect storm,” Linzhao Cheng, a professor at Johns Hopkins University, told GENeS—the Genetic Expert News Service, an outreach project given seed funding by the Genetic Literacy Project. Cheng believes the outcry could lead to unnecessary restrictions on the CRISPR technology. “Many people are concerned that we shouldn’t be doing this, even in abnormal embryos that would arrested at the blastocyst stage [as was the case here] and otherwise would be discarded. If many people have deep concerns about doing it even in non-viable embryos then how will we ever find out whether using a normal embryo would be better or worse?”

Caution flags have also been raised about the use of CRISPR to modify wild insect and animal populations. Scientists have already used CRISPR to modify mosquitoes and the fruit fly Drosophila melanogaster in the laboratory, and have shown these changes could be spread to future generations. Unintended consequences could lead to ecosystem disruption, some scientists warn.

There are yellow warning lights ahead. The biggest one is that CRISPR could make off-target modifications in embryonic DNA and hence cause widespread damage to the genome, which could cause defects. CRISPR is so relatively simple to perform. But that does not make it foolproof. There is significant potential for these “off-target effects,” or mutations that may occur in other parts of the genome if the editing is not incredibly precise. That’s one reason why the ‘baby experiment’ was received so poorly.

“You would be insane and criminally reckless to make a baby this way without 15 to 20 years of testing and proof it was safe,” said Stanford law professor and ethics expert Henry Greely, one of the signees of the Wissenschaft Buchstabe.

More controversial is the use of CRISPR in research in the human germline that does not “make babies”. Some, such as the authors of the Natur commentary on CRISPR technology, condemn even such in vitro research. Other scientists and bioethicists disagree, some vehemently. “[T]his study by Huang and co-authors was not conducted in any embryos that were ever going to be born, or indeed even had the potential to be born. While the study itself marks an important milestone, the reason it is truly extraordinary is the scientific community’s reaction to it,” wrote British biotethicists Chris Gyngell and Julian Savulescu in response to the criticism.

Far from being wrong, the research by Huang and colleagues is ethically imperative. Such research not only has the potential to provide permanent cures for genetic diseases, it also holds the potential to correct the genetic contribution to common diseases like diabetes. It even has the potential to give people the capacity to age better – some extremely people age well into 90s and 100s. Age-related disease alone kills around 30 million people per year.

The National Academy of Sciences (NAS) and its Institute of Medicine announced it will convene an international summit this fall to “explore the scientific, ethical, and policy issues associated with human gene-editing research.” In addition, NAS will appoint a multidisciplinary, international committee to study the scientific basis and the ethical, legal, and social implications of human gene editing.

Jon Entine ist ein Senior Fellow at the World Food Center Institute for Food and Agricultural Literacy, University of California-Davis. Folgen @JonEntine auf Twitter


De-extinction

Although the term sounds like it comes from a science fiction novel, it is not. Scientists are already working on bringing back animals that are extinct. The first candidate is the passenger pigeon, once a dweller of North American forests.

Using CRISPR technology, researchers plan to introduce genes from the passenger pigeons into its modern-day relative — the band tail pigeon. The hybrids will be bred for several generations until the offspring DNA matches that of the extinct species. The first generation of ‘revived’ pigeons is expected to hatch in 2022 .

Not long after, mammoths could follow . A group at Harvard is now working on bringing back the woolly mammoth that went extinct thousands of years ago.

Cover illustration by Elena Resko. Images via Shutterstock. This article was originally published in March 2019 and has since been updated to reflect changes in the field.


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