Məlumat

Bir uşağın genetik olaraq nənə və babasının uşağı olması ehtimalı

Bir uşağın genetik olaraq nənə və babasının uşağı olması ehtimalı



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

İki insan cinsi əlaqədə olduqda, mənim anlayışımdır ki, onların diploid xromosom dəsti, uşağın diploid xromosom dəstinə birləşən iki haploid dəsti yaratmaq üçün təsadüfi olaraq yarıya bölünür. Hər bir valideyn üçün var $2^{23}$ mümkün permutasiyalar və ya 8 milyonda təxminən 1 şans. Qoy bu ikisi C övladı olan A və B baba və baba olsun

Həmin uşaq C-nin yeni cinsi partnyoru D olanda və onlar öz övladını E etdikdə, istənilən halda E öz genetik quruluşunun yarısını həm C, həm də D ilə bölüşür (yəni, E C və D-nin uşağıdır). Bununla belə, təxminən 1:8000000 ehtimalı ilə C-nin diploid xoromosom dəstini yarıya bölərkən həmişə A hissələrini seçdi.

Bu o deməkdir ki, E daha sonra A+D diploid dəstinə sahib olacaq ki, bu da E-nin həm C-nin uşağı kimi görünməsinə səbəb olacaq, həm də genetik olaraq A-nın uşağı ola bilər.

Bu anlayış (krossinq-over və digər genetika üçün endirim) ümumiyyətlə düzgündürmü? Bu qədər yüksək bir ehtimalla, əgər mümkündürsə, bunun halları qeydə alınmalıdır (baxmayaraq ki, bütün niyyətlər və məqsədlər üçün DNT ardıcıllığı olmadan heç vaxt bilməyəcəksiniz). Belə hallar varmı?


Meyozun xarakterik xüsusiyyətlərindən biri xiazmatanın əmələ gəlməsidir, yəni genetik məlumatların kəsişməsi və mübadiləsidir.
Bu strukturlar ümumiyyətlə normal meiozun baş verməsi üçün zəruridir və heç bir keçid olmadan siqotu əldə etməməlisiniz. Buna görə də, bunu nəzərə alaraq, ssenarinizin ehtimalı 0-dır.


Düşünürəm ki, bu 1:8000000 A-dan C-yə və C-dən E-yə "bütöv" (kross-over) xromosom almaq şansı ilə iki dəfə daha da azalmalıdır. Beləliklə, son ehtimal çox azdır.


Həyatın Dizaynı: Körpələr Genetik Mühəndislik Olmalıdırmı?

NEW YORK - Genetik texnologiyanın artan gücü və əlçatanlığı bir gün valideynlərə nəslini xəstəliklərdən qorumaq və ya onları hündür, yaxşı əzələli, ağıllı və ya arzuolunan xüsusiyyətlərə sahib etmək üçün doğmamış uşaqlarını dəyişdirmək imkanı verə bilər.

Bu dəyişiklik valideynlərin uşaqlarına mümkün olan ən yaxşı başlanğıcı vermək səlahiyyətini vermək deməkdirmi? Yoxsa bu, gözlənilməz genetik problemlərlə üzləşə bilən dizayner körpələri nəzərdə tutur? Mütəxəssislər çərşənbə axşamı (13 fevral) ABŞ-da prenatal mühəndisliyin qadağan edilib-edilməməsi barədə müzakirələr aparıblar.

Tufts Universitetinin filosofu Sheldon Krimsky, insan körpələri üçün eyni şeyin qadağan edilməsinin tərəfdarı olduğunu iddia edərək, insanlar heyvanları və bitkiləri artıq genetik cəhətdən dəyişdirdilər. "Ancaq uğursuz olan yüz minlərlə cığırda biz sadəcə olaraq arzuolunmaz məhsulun və ya heyvanın nəticələrini atdıq."

Naməlum nəticələr

Bu, cəmiyyətin insanlara tətbiq etmək istədiyi, dəqiq genetik modifikasiyalar edərək, yalnız "nəticələri işə yaramayanda atmaq üçün?" Krimski Manhettendə keçirilən Kəşfiyyat Kare Debatı zamanı soruşdu. O, əlavə edib ki, heç bir səhvin baş verməyəcəyini fərz etmək sırf təkəbbür olacaq.

O və elm və cəmiyyət professoru və Londondakı İmperator Kollecində məhsuldarlıq üzrə ekspert olan lord Robert Uinstonla qadağa tərəfdarı həmkarı, xüsusiyyətlərin genetik əsasları ilə əlaqəli qeyri-müəyyənliyə diqqət yetirdilər. İkisi də genləri manipulyasiya etməyin nəticələrini müzakirə etdi. [Mübarizlik Müalicələri Haqqında 5 Mif]

"Hətta [məlum olan ən irsi xüsusiyyətlərdən biri olan boyuna görə, elm adamları nümunələrdəki variasiyanın yalnız 2-3 faizini təşkil edən ən azı 50 gen tapdılar" dedi Krimsky. “Uzun boylu uşaq istəyirsənsə, uzun boylu evlən.

Ana Təbiət qayğıkeşdir

Bu arada, qadağaya qarşı çıxan rəqibləri, valideynlərə uşaqlarına sağlam həyat bəxş etmək səlahiyyətinin verilməsindən danışdılar, hətta bu, onların özlərinin keçə bilmədiyi xüsusiyyətlərini nəsillərinə vermək demək idi.

Prinston Universitetinin molekulyar biologiya və ictimai siyasət professoru Li Silver tamaşaçıları yanlarında oturan birinə baxmağa çağırıb.

"Həmin şəxslə siz DNT-nizdə [deoksiribonuklein turşusu] 1 milyondan çox yerdə fərqlənirsiniz. [Bu dəyişikliklərin çoxu] heç nə etmir", - Silver deyib. "[Ancaq] sağlam bir yetkin olsanız belə, 100 [bunlardan] uşaqlarınızda və ya nəvələrinizdə ölümcül uşaqlıq xəstəliklərinə səbəb ola bilər."

“Ana Təbiət bir metaforadır” deyə davam etdi. "Və bu, pis metaforadır, çünki əslində miras bir oyundur... Gələcəkdə belə olmayacaq."

Onun qadağa rəqibi, Dyuk Universitetində hüquq, genom elmləri və siyasət professoru Nita Farahany qeyri-müəyyənliyin texnologiyanın istifadəsinə mane olması fikrinə hücum edərək, texnologiyanın köməyi olmadan çoxalmanın çox qeyri-müəyyənlik ehtiva etdiyini qeyd etdi.

"Biz təbii cinsi qadağan etmək fikrində deyilik" dedi Farahany.

Artıq mümkündür

Müzakirənin əhəmiyyətli bir hissəsi mitoxondrial transfer kimi tanınan xüsusi texnologiyaya yönəldi. DNT-nin əksəriyyəti hüceyrənin nüvəsində olduğu halda, kiçik bir miqdar hüceyrənin mitoxondriya adlanan enerji fabriklərində olur. Bu mitoxondrial DNT anadan uşağa ötürülür. Nadir hallarda qadınlarda mitoxondrial qüsurlar olur ki, onlar uşaqlarına keçə bilər və bu, dağıdıcı problemlərə və hətta ölümə səbəb olur.

Mitoxondrial köçürmə bu cür qüsurlu mitoxondrial DNT-ni donordan alınan DNT ilə əvəz edə bilər ki, bu da təsirlənmiş analara bu qüsurları öz övladlarına ötürməməsinə imkan verir, onlar daha sonra üç valideyndən (ata və iki ana, donor da daxil olmaqla) genetik material daşıyırlar.

Qadağanın əleyhdarları bunun mitoxondrial xəstəlikləri olan qadınların özlərinin sağlam uşaq sahibi olmalarına mane olacağını müdafiə edirdilər.

"Mən gen mühəndisliyinin hər növünü müdafiə etmək üçün burada deyiləm. Düşünmürəm ki, biz bir cəmiyyət olaraq bütün bunları qəbul etməyə hazır deyilik" dedi Farahany.

Birbaşa qadağa əvəzinə, o və Silver müəyyən prosedurların təhlükəsiz və təsirli olduğu göstərildikdən sonra onlara icazə verəcək orta zəmin üçün mübahisə etdilər. İnkişaf etməkdə olan elmi konsensus, mitoxondrial köçürmənin bu kateqoriyaya uyğun olacağını söylədi.

"Biz bilirik ki, mitoxondrial DNT ilə məşğul olmaq nüvə DNT-də baş verənlər üçün böyük fərq yarada bilər. ... Mitoxondrial köçürmə nəticəsində anormal uşaqlar doğulub" dedi. "Düşünürəm ki, bir genetik xəstəliyin qarşısını almaqla başqa bir genetik xəstəliyə səbəb olma ehtimalı var." [Ən sirli 10 xəstəlik]

Uinston dedi ki, cəmiyyət bunun əvəzinə ətraf mühitin sağlamlıqdakı böyük əhəmiyyətinə diqqət yetirməlidir. "Bizim çalışmalıyıq ki, anormal körpələr törətmək riskindən çox, DNT-nin ən yaxşı şəkildə işləməsi üçün ətraf mühiti yaxşılaşdırmaqdır."

Nə Farahany, nə də Silver, tibbi baxımdan daha az zəruri olan, lakin buna baxmayaraq arzu olunan yüksək intellekt və ya mavi gözlər kimi digər xüsusiyyətləri təmin etmək üçün valideynlərin uşaqlarını dəyişdirməsinə icazə verilməsinin tərəfdarı deyildilər.

"Məncə, valideynlərin ən çox maraqlandığı şey uşaqlarının sağlamlığını təşviq etməkdir" dedi Silver.

Yevgenikaya gətirib çıxarır?

Hər iki tərəf nasistlərin qəbul etdiyi, bəşər övladını təkmilləşdirmək üçün seçmə yetişdirmə üsulundan istifadə oluna biləcəyini iddia edən yevgenika xəyalına istinad etdi.

Uinston və Krimski, uşaqların arzuolunan xüsusiyyətləri seçmək üçün genetik cəhətdən dəyişdirilməsinin bu yanaşmaya səbəb olduğunu qeyd etdilər. Bu arada Farahany qeyd edib ki, yaxın tarixdə hökumətin ən pis sui-istifadələrindən bəziləri çoxalmaya nəzarət cəhdləri ilə bağlıdır. Uşaqların genetik modifikasiyasına qoyulan qadağa necə tətbiq olunacaq, o soruşdu, bütün körpələr zorla sınaqdan keçirilə bilərmi?


Mavi Gözlü Valideynlərin Qəhvəyi Gözlü Uşaqları Necə Olur

Göz rəngi adətən orta məktəbdə öyrədiləndən (və ya The Tech-in göz rəngi kalkulyatorunda təqdim olunur) daha mürəkkəbdir. Orada iki genin göz rənginə təsir etdiyini öyrənirik.

Bir gen iki versiyada gəlir, qəhvəyi (B) və mavi (b). Digər gen yaşıl (G) və mavi (b) rəngdədir. Bütün göz rəngi və irsiyyətin bu sadə modellə izah edildiyi düşünülürdü. Təbii ki, açıq-aydın natamam olması istisna olmaqla.

Model, məsələn, mavi gözlü valideynlərin qəhvəyi gözlü uşaq sahibi ola biləcəyini izah edə bilməz. Yenə də bu baş verə bilər və olur (baxmayaraq ki, bu, ümumi deyil).

Yeni araşdırmalar göstərir ki, birinci genin əslində iki ayrı gen, OCA2 və HERC2. Başqa sözlə, mavi gözlərlə bitməyin iki yolu var.

Normalda bu, mavi gözlü valideynlərin qəhvəyi gözlü uşaq sahibi ola biləcəyini izah etmək üçün kifayət deyil. Göz rənginin necə işlədiyinə görə (aşağıya baxın), əgər bir gen qəhvəyi gözlərə səbəb ola bilərsə, o, maviyə səbəb olan digərinə üstünlük verəcəkdir. Əslində, köhnə modeldə yaşıl gözlərlə belə olur. Qəhvəyi gen yaşıl gen üzərində üstünlük təşkil edir və nəticədə qəhvəyi gözlər yaranır.

Bu iki genin qaranlıq gözlü uşaqları daha açıq gözlü valideynlərlə izah edə bilməsinin səbəbi, iki genin işləmək üçün bir-birinə ehtiyacı olmasıdır. Və mavi versiyalar qırıq genlərdir. Budur şeylər necə görünür:


Əsas odur ki, kimsə gözünün ön hissəsində çoxlu piqment yaradırsa, onun qəhvəyi gözləri var. Əgər orada heç bir şey etməsələr, onların mavi rəngi var.

Piqment istehsalı prosesinin bir hissəsi OCA2 və HERC2-ni əhatə edir. OCA2-ni işə salmaq üçün işləyən HERC2 lazımdır və OCA2 həqiqətən piqmentin hazırlanmasına kömək edir. Piqment hazırlamaq üçün bir-birinə ehtiyac duyurlar.

Beləliklə, yalnız HERC2 genləri pozulmuş birinin OCA2 nə deməsindən asılı olmayaraq mavi gözləri olacaq. Bunun səbəbi işləyən OCA2-nin işə salına bilməməsi ilə əlaqədardır ki, heç bir piqment əmələ gəlmir.

Və bunun əksi də doğrudur. OCA2 genləri pozulmuş birinin HERC2 genlərindən asılı olmayaraq mavi gözləri olacaq. Qırılmış bir piqment yaradan geni işə salmaq hələ də sizə heç bir piqment vermir. Qəhvəyi gözlərə sahib olmaq üçün işləyən HERC2 və işləyən OCA2 lazımdır.

İki gen bir-birindən asılı olduğundan, kiminsə qəhvəyi gözlər kimi dominant xüsusiyyətin daşıyıcısı olması mümkündür. Əgər iki mavi gözlü valideyn daşıyıcıdırsa, onların qəhvəyi gözlü uşaqları ola bilər. Genetika çox əyləncəlidir!

Beləliklə, siz qara gözlü uşaqları olan açıq gözlü valideynlər, bu atalıq suallarını verməyi dayandırın (şübhəli olmaq üçün başqa səbəbləriniz yoxdursa). Tünd gözlü uşaqlar indi real genlərlə izah edilə bilən real bir imkandır.


Ən son kitabımızı sifariş etmək üçün bura klikləyin, Əcdad və Münasibətlərin DNT Testləri üçün əlverişli bələdçi

Mən eyni əkizəm. Uşaqlarım əkiz bacımın uşaqları ilə neçə faiz gen paylaşırlar?

- İrlandiyadan olan maraqlı bir yetkin

Siz və bacınız eyni əkiz olduğunuz üçün demək olar ki, eyni DNT-yə sahibsiniz. Dəqiq deyil, amma olduqca yaxındır.

Bunun səbəbi hər ikinizin eyni mayalanmış yumurtadan başlamağınızdır. Elə buna görə də eyni əkizlərə monozigotik də deyilir.

İkiniz də eyni DNT-yə malik olduğunuz üçün bu, demək olar ki, iki uşaq qrupunun eyni anaları, lakin fərqli ataları var. Əslində, buna görə DNT səviyyəsində birinci əmiuşağı deyil, daha çox yarı qardaş kimidirlər. Onlar DNT-lərinin (və genlərinin) adi 12,5% əvəzinə 25%-ni bölüşürlər.

Qanuni olaraq övladlarınız və bacınızın uşaqları birinci əmiuşağıdır, lakin DNT səviyyəsində onlar yarım bacıdırlar. Onlar dəyirmanın ilk əmiuşağından iki dəfə çox DNT paylaşırlar!

Cavabın qalan hissəsi üçün edəcəyimi düşündüyüm şey, sizin və bacınızın uşaqlarının DNT-lərinin 25%-ni niyə paylaşdıqlarına dair bir az daha ətraflı danışmaqdır. Gördüyünüz kimi, DNT-nin necə ötürüldüyü ilə əlaqədardır.

DNT-lərinin 25%-ni paylaşan qohumlar

DNT-mizin və ya genetik məlumatımızın yarısını anamızdan, yarısını isə atamızdan alırıq. Bu DNT xromosomlar adlanan paketlərdə gəlir.

İnsanların əksəriyyətində 23 cütdə düzülmüş 46 xromosom var. DNT-mizi valideynlərimizdən aldıqda, onların hər bir cütündən bir xromosom miras alırıq. Hər hansı bir cüt üçün belə görünə bilər:

Bu şəkildə hər bir xromosom düzbucaqlı ilə təmsil olunur. Atanın tünd mavi xromosomu açıq mavi, ananın isə çəhrayı və qırmızı xromosomu var. Bu vəziyyətdə uşaq atadan açıq mavi, anadan qırmızı aldı. Uşaq da bunun əvəzinə tünd mavi və/yaxud çəhrayı ilə bitə bilərdi.

Kaş bu qədər sadə olsaydı! Xromosomlar demək olar ki, heç vaxt tam şəkildə ötürülmür. Bunun əvəzinə, hər bir cütdəki ana xromosomlar sperma və yumurta hüceyrələrini meydana gətirərkən bir-biri ilə DNT-ni dəyişdirirlər. Bu proses rekombinasiya adlanır.

Burada reallığa daha yaxın olan bir şey var:

Atadan tamamilə tünd mavi və ya açıq mavi xromosom almaq əvəzinə, uşaq bu ikisinin qarışığını aldı. Ana ilə eyni şey.

Bu, əslində bir çox mümkün birləşmələrdən biridir. Rekombinasiya sonsuz rəng birləşmələrinə səbəb olan bir xromosom boyunca istənilən yerdə baş verə bilər!

Eyni əkizlər üçün (siz və bacınız kimi) onların xromosom nümunələri bu kimi eyni olmalıdır:

İki eyni əkiz eyni cüt xromosomlara malikdir. Bu, digər 22 cüt xromosom üçün də doğru olacaq.

İndi siz və bacınızın partnyorlarınızdan uşaqları olduqda, bu belə görünə bilər:

Partnyorlarınızın xromosomlarını qara rəngə qoydum. Partnyorlarınız qohum olmadığından, uşaqlarınızın necə qohum olduğunu müəyyən etmək üçün diqqətinizi sizə və bacılarınızın DNT-sinə yönəltdiyimiz üçün onların töhfəsini nəzərə almağa ehtiyacımız yoxdur.

Siz və bacınız DNT-ni uşaqlarınıza ötürmək üçün yumurta hazırladığınız zaman, xromosomlarınız özünəməxsus şəkildə təkrar birləşdiriləcək. Gördüyünüz kimi, uşağınız və bacınızın övladı hər birinizdən oxşar, lakin eyni xromosomlarla nəticələndi.

Yəqin ki, iki xromosomun düzüldüyü bölgələrə diqqət yetirmisiniz. Məsələn, hər bir xromosomun açıq mavi üstü var. Budur bütün matçlar:

Bildiyiniz kimi, hər bir xromosomda DNT-lərinin təxminən yarısını paylaşırlar. Orta hesabla bu, sizdən və bacınızdan aldıqları hər bir xromosom üçün doğru olacaq.

25% rəqəm, ataların qohum olmadığı üçün uşaqların atalarından aldığı xromosomların bu şəkildə düzülməməsi ilə əlaqədardır. Bir xromosomun yarısı üstəgəl digərinin heç biri bizi 25% əlaqəli hala gətirmir.

Birinci Cousins ​​vs Yarım Qardaşlar

İndi gəlin görək siz və bacınız eyni əkiz deyilsinizsə nə baş verəcək. Bu halda siz DNT-nin hamısını deyil, yalnız yarısını paylaşmış olarsınız. Bir xromosom cütündən hər birinizin DNT-si belə görünə bilər:

Gördüyünüz kimi, artıq ikinizin uyğun xromosomları yoxdur. Sizi və bacınızın tərəfdaşını əlavə etdikdə nə baş verir:

Gördüyünüz kimi, uşaqlarınız indi indikindən daha az DNT paylaşacaqlar. Hər cütdən bir xromosomun yarısı əvəzinə, onlar orta hesabla dörddə birini bölüşürlər. Buna görə də birinci əmiuşağılar DNT-lərinin təxminən səkkizdə birini və ya 12,5%-ni bölüşürlər.

Beləliklə, gördüyünüz kimi, siz və bacınızın övladları ilk əmiuşağı üçün tipik 12,5% əvəzinə DNT-lərinin təxminən 25%-ni anaları vasitəsilə paylaşırsınız. Olduqca səliqəli, hə? Demək olar ki, onlar genetik olaraq bacı-qardaşdırlar!

“Orta” və “Haqqında”

Yəqin ki, ətrafda və orta hesabla çox danışdığımı görmüsünüz. Bunun səbəbi iki qardaşın DNT-lərinin tam 50%-ni paylaşmamasıdır. Bunun əvəzinə onlar orta hesabla təxminən 50%-i bölüşürlər.

Texniki cəhətdən bacı-qardaşların heç bir DNT-ni və ya bütün DNT-lərini paylaşmaması mümkündür (hətta onlar eyni əkiz olmadıqda belə). Bu doğrudur, çünki iki insanın genetik olaraq əlaqəli olmasının miqdarı tamamilə rekombinasiyadan asılıdır!

Daha əvvəl bəhs etdiyimiz kimi, ötürdüyümüz xromosomlar üçün sonsuz sayda rəng birləşmələri var. Bu ehtimalı təsəvvür edin:

Gördüyünüz kimi, təsadüfən bu iki qardaş bu xromosom cütlüyündə qırmızı DNT-nin yalnız ən kiçik hissələrini paylaşırlar. Bu, digər 22 xromosomda da baş versəydi, bacı-qardaşlar 5-ci əmiuşağından daha az qohum olardılar!

Əlbəttə ki, bu, çox az ehtimaldır, buna görə də əksər bacı-qardaşlar DNT-lərinin 50%-ə yaxınını bölüşürlər. Amma yenə də olur. Bəlkə də buna görə bəzi bacı-qardaşlar digər bacılardan daha çox oxşayır!


İnsanların Genetik Mühəndisliyinin müsbət və mənfi cəhətləri

Bu gün insanların genetik modifikasiyası perspektivi ətrafında çoxlu qorxu və narahatlıq var. Bununla belə, bunun qarşıdakı onilliklərdə daha çox adi hala çevriləcəyi görünür.

Keçən il ərzində genetik mühəndisliyi ilə məşğul olan elmi və biznes icmalarının üzvləri ilə danışmaq imkanım oldu. Mən onlarla bu texnologiyanın necə inkişaf edə biləcəyini və cəmiyyət üçün bəzi potensial fayda və risklərin nə olduğunu müzakirə etdim. Bu yazıda öyrəndiklərimi paylaşacağam, bəlkə başqaları üçün maraqlı olar.

Nə üçün gen mühəndisliyi ilə maraqlanmalıyıq?

Bu, yüzlərlə xəstəliyi aradan qaldırmağa kömək edir. Bir çox ağrı və narahatlığı aradan qaldıra bilər. Bu, zəka və uzunömürlülüyü artıra bilər. O, insan xoşbəxtliyinin və məhsuldarlığının miqyasını bir çox miqyasda dəyişə bilər. Dünyada bu qədər potensiala malik bir neçə tədqiqat sahəsi var.

Uzaqlaşdıqda, genetik mühəndisliyi təkamül sürətini necə dəyişdirdiyinə dair kembri partlayışı ilə eyni tarixi hadisə kimi baxıla bilər. Əksər insanlar təkamül haqqında düşünəndə təbii seçmə yolu ilə bioloji təkamül haqqında düşünürlər, lakin bu, yalnız bir formadır. Zamanla, çox güman ki, daha sürətli hərəkət edən digər təkamül formaları ilə əvəz olunacaq. Bunlardan bəziləri hansılardır? Fikrimcə namizədlər (1) süni intellekt və ya sintetik həyat, sürətlə çoxalma və mutasiya (2) daha direktiv yanaşma üçün gen mühəndisliyi ilə bioloji həyat və (3) bəzi birləşmiş hibridlərdir. iki. Faydalı mutasiyaların ortaya çıxması üçün yüz minlərlə il gözləmək əvəzinə (təbii seçimdə olduğu kimi) hər il faydalı dəyişiklikləri görməyə başlaya bilərik.

Bütün bunlar olduqca uzaq səslənir, mən bunların heç birinin yaxın gələcəkdə baş verəcəyini düşünmürəm.

Nəyisə düşünüb-düşünmədiyimizi ayırd etmək vacibdir olacaq düşündüyümüzdən asılı olmayaraq baş verir etməlidir baş verir. Bir çox insanlar bunun baş verməsi fikrindən narahatdırlar və bu, onların baş vermə ehtimalı ilə bağlı proqnozlarına təsir göstərir.

Bu gün harada olduğumuzu düşünün:

  • İnsanlar min illər boyu selektiv yetişdirmə üsulundan istifadə edərək (təbii seleksiyadan fərqli olaraq) orqanizmlərin genetik mühəndisliyi ilə məşğuldurlar.
  • 1970-ci illərdən başlayaraq insanlar birbaşa bitki və heyvanların DNT-sini dəyişdirməyə, GMO qidalar yaratmağa və s.
  • Bu gün in vitro gübrələmə (IVF) üsulu ilə hər il yarım milyon körpə doğulur. Getdikcə bu, xəstəliklərə qarşı skrininq üçün embrionların ardıcıllığının müəyyənləşdirilməsini və ən canlı embrionun müddətə çatdırılmasını (faktiki redaktə etmədən gen mühəndisliyi forması) əhatə edir.
  • 2018-ci ildə He Jiankui Çində ilk geni dəyişdirilmiş körpələri yaratdı.
  • 2019-cu ildə gen terapiyası üçün FDA tərəfindən təsdiqlənmiş bir sıra klinik sınaqlar başladı.

Beləliklə, gen mühəndisliyi bu gün insanlarda artıq baş verir və mən bunun dayanması üçün heç bir səbəb görmürəm.

CRISPR və oxşar üsulların yaradılması ilə biz DNT-də faktiki redaktələrin edilməsi ilə bağlı araşdırmalarda partlayış gördük. Bu mövzuya geniş baxış üçün Jennifer Doudna və Samuel Sternberg-in “A Crack in Creation” kitabını oxumağı tövsiyə edirəm.

Bir çox araşdırma aparılır, amma əslində insan DNT-sini redaktə etməyə icazə verilməyəcək. Həqiqətən insanların dizayner körpələri olması lazım olduğunu düşünmürsən?

Əgər onun bir çox xəstəliklərin kökünü kəsmək və insanların əziyyətini minimuma endirmək potensialı varsa, məncə, layiq olduğu ehtiyat və ehtiyatlılıqla onu araşdırmaqda davam etməliyik.

Bəziləri deyəcəklər ki, hər bir uşağın genetik cəhətdən dəyişməz qalmaq hüququ var, digərləri isə hər bir uşağın qarşısı alına bilən xəstəliklərdən azad olaraq doğulmaq hüququ olduğunu söyləyəcək. Biz uşaqlar adından onlara daha yaxşı bir həyat yaşamağa kömək etmək üçün bir çox qərarlar qəbul edirik və bunun niyə istisna olacağını anlamıram.

Bir çox yeni tibbi müalicələr hazırlanarkən oxşar etik problemlərə malikdir. Tipik olaraq, yeni dərmanlar siçanlarda, sonra ölümcül xəstələrdə, sonra yavaş-yavaş daha geniş insan qruplarında sınaqdan keçirilir. Onlar təhlükəsizlik və effektivlik üçün FDA sınaqlarından keçirlər. Yeni müalicələri sınaqdan keçirmək üçün yaxşı qurulmuş bir yol var. Genetik mühəndislik əksər yeni tibbi müalicələrdən daha çox potensiala (həm yaxşı, həm də zərər üçün) malik ola bilər, lakin bu, oxşar prosesin izlənilə bilməyəcəyi anlamına gəlmir.

Amerika Milli Elmlər Akademiyası və Milli Tibb Akademiyası da 2017-ci ildə insan genomunun redaktəsinə “təhlükəsizlik və səmərəlilik problemlərinə cavablar tapıldıqdan sonra... ancaq ciddi nəzarət altında olan ciddi şərtlər üçün” ixtisaslı dəstək verdi.

“Dizayner körpələrə” gəlincə, insanlar bu termini sağlamlıqla əlaqəli olmayan boy və ya göz rəngi kimi xüsusiyyətləri seçmək üçün istifadə edirlər. Düşünürəm ki, bəzi valideynlər bu kimi atributları seçmək istəyəcəklər, lakin potensial faydaların çoxu buradan gəlmir. Bu barədə bir az daha aşağıda müzakirə edəcəyəm.

Nəhayət, bu, yalnız körpələr olmayacaq. Yetkinlər də nə vaxtsa genetik olaraq dəyişdiriləcəklər.

bilmirəm. Sadəcə olaraq “tanrı oynamaq” və bu əraziyə köçmək yanlış görünür.

Əməliyyat haqqında düşünün. Üç yüz il əvvəl “tanrı oynamaq” və bir insan bədənini kəsmək olduqca qəribə görünürdü. Cərrahiyyə həm də olduqca riskli və kobud bir proses idi (məsələn, kiminsə həyatını xilas etmək üçün döyüş meydanında qolu və ya ayağı amputasiya edilə bilər). Vaxt keçdikcə cərrahiyyə daha təhlükəsiz oldu və biz ondan həyat üçün daha az təhlükə yaradan hallarda istifadə etməyə başladıq. Bu gün insanlar sırf seçim və ya estetik əməliyyatdan keçirlər.

Eyni şey, ehtimal ki, genetik mühəndisliyə də aiddir. O, yalnız insanların başqa seçimlərinin olmadığı çətin vəziyyətlərdə istifadə olunmağa başlaya bilər, lakin nəhayət, insanların sırf kosmetik səbəblərə görə (məsələn, saç rəngini dəyişdirmək üçün) genetik olaraq dəyişdirildiyi yerlərdə kifayət qədər təhlükəsiz ola bilər. Mənim fikrimcə, bəzi istifadələr digərlərindən daha təcili olsa belə, öz bədənlərini dəyişdirmək, təkmilləşdirmək və ya sağaltmaq istəyən insanların mahiyyət etibarilə yanlış heç nə yoxdur. Və hər kəs bu seçimi özü etməlidir (mən onlar üçün seçim etməyi güman etməzdim).

Biz onilliklər ərzində insanlara uzunmüddətli təsirləri bilməyəcəyik. Mən əlbəttə ki, bunu həyata keçirən ilklərdən biri olmaq istəməzdim!

İnsanlarda edilən ilk redaktələrin tamamilə gözlənilməz olacağına dair yanlış fikir var. Yer üzündə hər on insandan birində bəzi genlər var ki, bu da onları müəyyən mənada daha sağlam edir. Bu geni olmayan birinə təqdim etmək bir çox insanın düşündüyündən daha təhlükəsiz olacaq, çünki mövcud populyasiyada geniş şəkildə öyrənilə bilər. Yeni dərmanların əksəriyyəti sınaq müddətində onu qəbul etmiş yüzlərlə və ya minlərlə insan tərəfindən bazara çıxarılır və bu, təhlükəsizliyi nümayiş etdirmək üçün kifayət qədər bardır. Beləliklə, dünyada bir milyard insanın artıq sahib olduğu bir gen, bazara çıxan hər hansı yeni dərmandan potensial olaraq daha təhlükəsiz ola bilər.

Bundan əlavə, yeni müalicələr tez-tez başqa variantları olmayan ölümcül xəstələrdə sınaqdan keçirilir, buna görə də sağlam insanlar ilkin bazar ola bilməzlər.

Bu o demək deyil ki, prosedurda başqa risklər ola bilməz, lakin insan genomuna edilən redaktənin tamamilə gözlənilməz nəticələr verəcəyi fikri yanlışdır.

Bir çox vəziyyət bir və ya iki gen tərəfindən idarə olunmur. Beləliklə, xəstəliyi aradan qaldırmaq dediyiniz qədər sadə olmayacaq.

Bu doğrudur. Xəstəliklər bir gen günahkarına malik olmaqdan ətraf mühit faktorlarına həssaslığı artıran və ya azaldan minlərlə risk variantına qədər bir spektrdə mövcuddur. Getdikcə artan tədqiqatlar toplusu xəstəliklərin bu monogen (tək gen) səbəblərini aşkar etməkdən daha mürəkkəb (poligenik) xəstəliklərin səbəblərini üzə çıxarmağa doğru irəliləyir. Nəticələr daha böyük verilənlər bazası, daha ucuz ardıcıllıq və maşın öyrənməsindən istifadə nəticəsində sürətlə yaxşılaşır.

Yalnız sadə gen redaktələrinin mümkün olduğu bir dünyada belə, bir çox insan əziyyəti aradan qaldırıla bilərdi. Məsələn, Verve, dünyada ölümün əsas səbəblərindən biri olan ürək xəstəliyini nisbətən kiçik düzəlişlərlə daha az yayılmış hala gətirmək üçün gen terapiyaları inkişaf etdirir. Ancaq depressiya və ya diabet kimi digər vəziyyətlər tək bir gen və ya hətta bir ovuc gendən qaynaqlanmır.

Xoşbəxtlikdən, maşın öyrənməsi (və dərin öyrənmə kimi üsullar) poligenik risklərin hesablanması kimi mürəkkəb, çoxvariantlı problemlərin həlli üçün çox uyğundur və maşın öyrənməsi hazırda inanılmaz sürətlə inkişaf edir. GenomicPrediction kimi şirkətlər gözləyən valideynlərə poligen risk balları təklif etməyə başladılar. Bundan əlavə, ardıcıl genomların məlumat dəstləri getdikcə böyüyür (bəzilərində bu nöqtədə bir milyondan çox ardıcıl genom var), bu da zamanla maşın öyrənmə modellərinin dəqiqliyini artıracaq.

Çox şey genetik tərəfindən idarə olunmur. Yalnız gen mühəndisliyi ilə xoşbəxt/sağlam insanları edə bilməzsiniz.

Həm də doğrudur. Genetika ilə yanaşı, bir çox ətraf mühit və həyat tərzi faktorlarını nəzərə almaq lazımdır. Həyat tərzi/tərbiyə komponentləri öz-özlüyündə çətin problemlərdir, lakin şükürlər olsun ki, onların üzərində müəyyən nəzarətimiz var. Məsələn, daha sağlam qidalar yeyə, gəzintiyə çıxa və ya idman edə bilərik. Ancaq bunun əksinə olaraq, bu gün genetikamıza çox az nəzarət edirik.

Əksər insanlar bunu heç vaxt genlərini dəyişdirə bilməyəcəklərini bir şərt kimi qəbul edirlər ki, bu barədə düşünsəniz, əslində çox kədərlidir. Onu dəyişdirməkdə aciz olduğunuz hər hansı bir vəziyyətdə ilişib qalmaq dəhşətli hissdir. Təsəvvür edin ki, davamlı olaraq çəkisi ilə mübarizə aparan, idmana və pəhrizə nə qədər diqqət yetirsələr də, özlərini bir kiloqram qazanmadan istədiklərini yeyən insanlarla müqayisə edirlər. Təbiət bizə qarşı çox qəddar ola bilər və genlər həyatda qeyri-bərabər oyun sahəsi yarada bilər. Genetik mühəndislik bütün həll yolu olmaya bilər, lakin bu, şübhəsiz ki, onun böyük bir hissəsini açacaqdır.

Bu, xəstəliyin qarşısının alınmasından yaxşılaşdırılmasına qədər sürüşkən bir yamacdır, biz xətti harada çəkirik?

Ehtimal olunan cavab budur ki, aydın xətt yoxdur və biz onu çəkməyəcəyik. İnsanlar genetik mühəndisliyi ilə daha rahatlaşdıqca overton pəncərəsi dəyişməyə davam edəcək.

Genetik mühəndislik xəstəliyin qarşısının alınmasına diqqət yetirməklə başlayacaq, çünki bu, hazırda onun ən sosial cəhətdən məqbul formasıdır. Ancaq məsələn, aşağı sümük sıxlığı yaradan bir geniniz varsa (sizi osteoporoza meylli edir) və bunu genetik mühəndisliyi ilə düzəldirsinizsə, daha güclü sümükləriniz xəstəliyin qarşısını alır, yoxsa gücləndiricidir (idman oynamağa və qaldırmağa imkan verir). ağır şeylər)? Cavab hər ikisidir. Bu kimi çoxlu bulanıq xətlər var. Mənim üçün məqsəd sadəcə insan vəziyyətini yaxşılaşdırmaqdır, ona görə də pis nəticələrin qarşısını almaq və yaxşı nəticələr yaratmaq arasında fərq daha az aktualdır.

Bundan əlavə, qeyd etmək lazımdır ki, biz bu gün insan bədənini "artırmaq" üçün hər zaman işlər görürük (qaçış ayaqqabısı geyinmək, günəşdən qoruyucu kremlər taxmaq, düzəldici linzalar və s.). Və hətta bu gün kiminlə uşaq sahibi olacağımızı və ya IVF müayinəsi edən cütlükləri seçmək kimi özümüzü genetik cəhətdən inkişaf etdirmək üçün işlər görürük. Genetik inkişaf bu gün bəzi insanlar üçün qorxulu ola bilər, amma məncə, bu, əsasən yeni olduğu üçün. Vaxt keçdikcə görmə qabiliyyətini düzəltmək üçün LASIK əməliyyatı etmək normal sayıla bilər.

Hər kəs müəyyən bir xüsusiyyətə sahib olmaq istəyirsə, bu, dünyada daha az müxtəliflik yaratmazmı?

Bəzi genlər var, məsələn, ürək xəstəliyi riskinizi artıran və insanların əksəriyyəti onları aradan qaldırmaq istəyir. Beləliklə, bu mənada daha az genetik müxtəliflik ola bilər. Ancaq bunun iki səbəbə görə böyük bir tendensiya olacağını düşünmürəm. Birincisi, insanların üstünlüklərində (məsələn, gözəl hesab edilən şeylərdə) böyük müxtəliflik var, ikincisi isə bir çox insanın fərqlənmək və unikal olmaq arzusu olmasıdır. Gözəlliyin müəyyən tərifinə çevrilmək ucuzlaşsa və hər yerdə yayılarsa, o, artıq eyni yaddaşı saxlamayacaq və modada olduğu kimi üstünlüklər də inkişaf edəcək. İstədiyiniz şəxs ola bildiyiniz zaman, məncə, biz daha az deyil, daha çox müxtəliflik görəcəyik.

İnsanların öz avatarlarını yarada biləcəyi bu gün video oyunlarında bunun necə görünə biləcəyinə dair bir fikir görə bilərsiniz. İnsanlar istədikləri xarakter ola bildikdə, ifadə diapazonu real həyatdan qat-qat geniş olur.

Genetik mühəndislik eyni cinsdən olan cütlüklərin genetik olaraq əlaqəli uşaq sahibi olmasına da kömək edə bilər ki, bu da yeni bir inkişaf olardı. Və hətta ikidən çox insanın məhsulu olan uşaqlara səbəb ola bilər. Təsəvvür edin ki, on, hətta yüz nəfərin məhsulu olan bir uşaq.

Nəhayət, insanların bu gün təbii olaraq baş verə bilməyən yollarla özlərini dəyişdirdiyini görə bilərik (torlu barmaqlar? tərəzi? pişik kimi gecə görmə?). Əgər qarşıdakı əsrdə həqiqətən də genetik mühəndisliyi mənimsəyə bilsək, bu gün təsəvvür belə edə bilməyəcəyimiz çoxlu gözəl yeni fərdi ifadə formaları olacaq. İnsan olmağın nə demək olduğu barədə fikir dəyişəcək.

Bir çox böyük sahibkar və sənətçinin DEHB, autizm, depressiya, şizofreniya və insanların gen mühəndisliyi ilə aradan qaldırmaq istəyə biləcəyi digər xəstəlikləri var idi. Bu dünyada uyğunluq və riskdən çəkinmə adı ilə bu keyfiyyətlər aradan qaldırılmayacaqmı?

Mən belə düşünmürəm. Valideynlər övladlarının həyatda hər cür şey olmasını arzulayırlar: rəssamlar, elm adamları, siyasətçilər, generallar, dini liderlər, sahibkarlar və s. Bunların hər birinin bəzi ümumi genetik xüsusiyyətləri ola bilər, digərləri isə çox fərqlidir. Müvəffəqiyyətli bir sənətçi olmaq üçün ən yaxşı şansın DEHB olan müəyyən bir gen dəsti ilə başlamaq olduğu ortaya çıxsa, bir çox valideynlərin hələ də buna üstünlük verəcəyindən şübhələnirəm.

Valideynlər növbəti Pikasso və ya Eynşteyni yetişdirmək üçün genetik bir başlanğıc əldə edə bilsələr, yəqin ki, özümüzü daha parlaq kənar göstəricilərə malik bir dünyada tapacağıq. Digər valideynlər balansı seçəcəklər. Doğru və ya yanlış cavab yoxdur, sadəcə üstünlüklər.

Nəhayət, bu gün yuxarıdakı kimi nümunələri gördüyümüz üçün bunun gələcəkdə belə olması lazım olduğu demək deyil. Parlaq insanlar tez-tez "spiker" olurlar (bir neçə sahədə ciddi çatışmazlıqlar var), lakin genetik mühəndisliyin mənimsənildiyi bir dünyada bütün üstünlükləri (və daha çox), aşağı tərəfləri az və ya heç biri olmayan insanlar ola bilər. , buna görə də ikisinin əlaqələndirilməsinə heç bir zəmanət yoxdur.

Bu, müasir yevgenikaya səbəb olacaqmı?

mən belə düşünmürəm. Tarixi yevgenika, genofondu güc yolu ilə dəyişdirməyə çalışan hökumət və siyasi qruplar tərəfindən müəyyən edilmişdir. Əksinə, müasir dövrdə tətbiq edilən gen terapiyaları öz qərarlarını verə bilən fərdlər üçün seçim imkanlarını artıracaq. İnsanlar özlərini (və uşaqlarını) necə dəyişdirmək və sağaltmaq istədiklərini seçə bildikdə, düşünürəm ki, bu, ümumiyyətlə, azad olacaq.

Cəmiyyətdə bu texnologiyadan sui-istifadə etməyə cəhd edə bilən insanlar var (hər hansı bir texnologiya kimi), lakin geniş şəkildə mövcud olduğu müddətcə, məncə, bu, bir çox riski azaldır. Çətin ki, bir ölkənin və ya siyasi qrupun genetik mühəndisliyə eksklüziv çıxışı uzun müddətdir (qruplar arasında həm rəsmi, həm də qeyri-rəsmi olaraq çoxlu məlumat mübadiləsi ilə geniş şəkildə araşdırılır).

Nə vaxtsa, genetik mühəndislik hətta ətraflarında daha tolerant olan və başqalarını qəbul edən insanlar yaratmağa imkan verə bilər. Qəbiləçilik təkamülümüzün bir hissəsidir və onun genetik komponenti ola bilər. Hətta uşaqlar da gənc yaşlarından bu keyfiyyəti nümayiş etdirirlər. İnsanlar genetik olaraq bu ölçüdə dəyişə bilsəydilər, nə qədər maraqlı olardı? Bunu necə edəcəyimizi hələ bilmirik, lakin bu, gələcəkdə mümkün ola bilər.

Bu, var və olmayanlar dünyasını yaratmayacaqmı? What if it is only available to rich people? What if it turns out like Gattaca?

Just like many technologies, genetic engineering will almost certainly be available in developed countries first, and it will be expensive. But this is not unique. Cell phones, airplanes, and even basic sanitation are all unevenly distributed around the world. The beauty of technology is that it tends to drive down costs over time, so it eventually reaches a wider group of people. The cell phone was once a tool only for rich people on Wall St, and it is now available to even the poorest people in the world. There is an open question about whether genetic engineering will follow a cost curve that is more like technology (lower over time following Moore’s law) or like healthcare (rising over time following Eroom’s law), but this has more to do with policy decisions than the technology itself. The main point is that high initial costs are not a good reason to prevent innovation from happening. If we took this approach, we likely wouldn’t have any of the improvements we see in the world today.

It’s also true that genetic engineering will offer advantages to those who can access it. This could create a less even playing field in some ways, but in other ways, it could actually make it more fair. Today, some people win the genetic lottery at birth while others lose (for instance, being prone to depression, a learning disability, etc). If any child could start on a level playing field genetically, this feels like a more fair world.

Finally, genetic modification can also take place in adult humans. So even if someone doesn’t have access to it at birth, they may still be able to benefit from genetic engineering later in life.

Gattaca misses this last point, implying that you will always be left behind if weren’t born into an elite group. Reality will probably afford more social mobility, with adults benefiting from new genetic engineering treatments as well. It is a very entertaining film none the less, and I suggest that anyone who is interested in the subject watch it.

What if people try to enhance traits like intelligence?

Many intelligent people exist in the world today, and, at least the ethical ones don’t seem to pose too much of a problem. So let’s say we doubled the number of smart people in the world (using IQ or whatever definition of smart you prefer) through genetic engineering, while keeping the percentage of ethical ones the same or greater. Or similarly, we could double the smartness of the existing people. Would this be a problem?

Certainly some good things would happen. The pace of improvement in society would likely increase, for instance, with many more smart, capable, people solving the world’s challenges.

The biggest negative change might be that the rest of us feel a little left behind or bewildered by all the new progress and areas of research, if we didn’t similarly have our intelligence increased. This boils down to a question of whether you think we should value overall growth in society, or one’s relative place in it, more highly. Each person should answer this for themselves (I don’t think there is one right answer).

So it could be a mixed outcome, or very good, depending on your perspective. (Side note: this is a great short story about what it might feel like as society begins to advance.)

One final thought experiment: if people want to become smarter, do we have the right to stop them? If it is by getting an education, most people would say no. If it is through genetic engineering, how is this different?

Should parents be able to choose the genes of their child?

In general, I think yes, because parents choose all sorts of things that have a major impact on their children (what they eat, how they are educated, whether they are born at all, etc) as their guardian. This is a well established concept in the law today, with guardians making major decisions for a child until they turn 18 (or an equivalent age in each country). Once children come of age, they will likely take control of their genetic modification, just as they can make a decision to get a tattoo.

It would be a shame if the genes that parents chose for their children were fixed indefinitely into the future. As I’ve discussed elsewhere, it’s likely in the future that genes can be modified in living people, not just embryos. So hopefully children aren’t stuck with their parent’s genetic preferences for life.

Imagine that you’re an expecting parent. How much would you pay to have the peace of mind that your child will arrive healthy? Imagine you were an adult with a life threatening disease. How much would you pay to receive a cure that required a genetic edit? The answer to these questions says a lot about how genetic engineering is likely to be adopted in the future.

Today, it is widely considered to be unconscionable to genetically modify humans. But I believe that within twenty years, we will see this view change dramatically, to a point where it will be considered unconscionable not to genetically modify people in many cases.

Genetic engineering is one of the highest potential areas of research today. I believe we should continue to invest it, and entrepreneurs should work hard to bring new products to market in this space. Yes, it has risks, and we must proceed with caution. But many new technologies have risks — even life threatening ones — and we eventually are able to use them to greatly benefit the world. We shouldn’t let fear hold back progress on promising new areas of research.

If you have any comments or questions about this post, or just want to stay updated on this space, please send me a note here. Çox sağ ol!


How much DNA do you share with your grandchild?

A grandchild, whether a granddaughter or a grandson, will generally share between 1300-2300 centimorgans with either of their grandparents. Expressed as a percentage, grandparents will between 18-32% of their DNA with the offspring of their children, with the average being about 25%.

As you can see, my grandmother shares 1855 cMs with me. This is right in the middle of the &ldquoaverage&rdquo range of shared DNA between grandparent and grandchild. This screenshot is from our Ancestry DNA results.

Why is there a range of shared DNA between grandparents and grandchildren? This is seen in all grandparent/grandchild relationships.

In fact, one grandparent will share different amounts of DNA with all of their grandchildren, even children descended from the same child of the grandparent.

Does it seem odd that if a parent and child share a fairly exact 50% that there could be such a range of shared DNA seen between grandparents and grandchildren?

The reason behind this is due to the way that DNA is passed down from parent to child. When your child passed down his or her DNA to your grandchild, 50% of their DNA was randomly selected to give to the grandchild.

Since your child, the parent of your grandchild, shares an equal amount of DNA with both you and their other parent, some &ndash yet not all &ndash DNA from each of you (the grandparents) was passed down to the next generation.

Does a grandchild share the same DNA with all grandparents?

As you might have guessed, since a child inherits 50% of their parent&rsquos DNA and the DNA is randomly selected, sometimes the grandchild shares slightly more DNA with one grandparent than the other.

It will always fall around the range that I mentioned above, however.

As you can see in the image below, my daughter doesn&rsquot share the same amount of DNA with my mother as she does with my father. She shares 26% of her DNA with my mother (her grandmother), and 24% of her DNA with my father (her grandfather).

I got this cool graphic and helpful information from my daughter&rsquos Gene Heritage Grandchild Report. My parents enjoyed finding out which grandparent shares more DNA with her, and of course, my mom teased my dad a little bit 🙂

This is part of the Grandchild Report, offered by Gene Heritage. This is only a small portion of information provided in the report (other info includes how various traits were passed down over the three generations)

Troubled offspring

To explore how trauma affects generations of mice, researchers stressed mother mice. Their pups then exhibited both molecular and behavioral changes, such as taking more risks on an elevated maze. These changes persisted for up to five generations.

Mother separated from pups and traumatized. Mother often ignores pups.

Three-month-old male offspring mated with untraumatized females.

Offspring show epigenetic and behavioral changes without having experienced trauma.

Breeding carried out for six generations.

Epigenetic changes, such as methylation of DNA and alteration of RNA

Epidemiological studies of people have revealed similar patterns. One of the best-known cases is the Dutch hunger winter, a famine that gripped the Netherlands in the closing months of World War II. The children of women pregnant during the food shortages died earlier than peers born just before, and had higher rates of obesity, diabetes, and schizophrenia. Studies of other groups suggested the children of parents who had starved early in life—even in the womb—had more heart disease. And a look last year at historical records showed the sons of Civil War soldiers who had spent time as prisoners of war (POWs) were more likely to die early than the sons of their fellow veterans. (The researchers controlled for socioeconomic status and maternal health.)

But the human studies faced an obvious objection: The trauma could have been transmitted through parenting rather than epigenetics. Something about the POW experience, for example, might have made those veterans poor fathers, to the detriment of their sons' lives. The psychological impact of growing up with a parent who starved as a child or survived the Holocaust could itself be enough to shape a child's behavior. Answering that objection is where mouse models come in.

Mansuy began in 2001 by designing a mouse intervention that re-creates some aspects of childhood trauma. She separates mouse mothers from their pups at unpredictable intervals and further disrupts parenting by confining the mothers in tubes or dropping them in water, both stressful experiences for mice. When the mothers return to the cage and their pups, they're frantic and distracted. They often ignore the pups, compounding the stress of the separation on their offspring.

Mansuy says the mice's suffering has a purpose. "We're applying a paradigm that is inspired by human conditions," she says. "We're doing it to gain understanding for better child health."

Unsurprisingly, the pups of stressed mothers displayed altered behavior as adults. But to Mansuy's surprise, the behavioral changes persisted in the offspring's offspring. Initially, she thought this could be a result of the offspring's own behavior: Mice traumatized as pups could have been bad parents, replicating the neglect they experienced in childhood. Thus they might simply be passing on a behavioral legacy—the same lasting psychological effect that might explain such findings in humans.

To rule out that possibility, Mansuy studied only the male line, breeding untraumatized, "naïve" female mice with traumatized males, and then removing males from the mother's cage so that their behavior did not impact their offspring. After weaning, she raised the mice in mixed groups to prevent litter mates from reinforcing each other's behaviors.

Her lab repeated the procedure, sometimes going out six generations. "It worked immediately," she says of the protocol. "We could see that there were symptoms [in descendants] that were similar to the animals that were themselves separated." Descendants of stressed fathers displayed more risk-taking behavior, like exploring exposed areas of a platform suspended off the ground. When dropped in water, they "gave up" and stopped swimming sooner than control mice, an indicator of depressivelike behavior in mice.

Mansuy is "definitely a pioneer," says Romain Barrès, a molecular biologist at the University of Copenhagen. Other researchers have developed conceptually similar models, for example giving male mice altered diets or exposing them to nicotine and tracing metabolic and behavioral changes out for generations.

"If you're asking, ‘Does the experience of the parent influence the process of development?’ the answer is yes," says epigenetics researcher Michael Meaney at McGill University in Montreal, Canada, whose own studies have shown that differences in maternal care can have epigenetic effects on brain development. "Isabelle and others have documented the degree to which the experience of the parent can be passed on. The question [is] how."

Three massive freezers down the hall from Mansuy's office are filled with samples of mouse blood, liver, milk, microbiome, and other tissues. These serve as a −80°C archive of more than 10 years of data. Mansuy estimates she's collected behavioral data and tissue samples from thousands of mice altogether.

Isabelle Mansuy is searching for molecular changes that could explain how trauma in mice affects their offspring.

She hopes the biological markers of trauma are hidden in those freezers, waiting to be revealed. Many of the early mammalian epigenetics studies focused on DNA methylation, which "tags" DNA with methyl groups that switch genes off. But those changes seemed unlikely to be directly inherited: In mammals, methylation is mostly erased when egg and sperm come together to form an embryo.

Mansuy and others still think methylation could have some role. But they are also zeroing in on tiny information-rich molecules called small noncoding RNAs (sncRNAs). Most RNA is copied from DNA, and then acts as a messenger to instruct the cell's ribosomes to produce specific proteins. But cells also contain short strands of RNA that don't produce proteins. Instead, these noncoding RNAs piggyback on the messenger RNAs, interfering with or amplifying their function, thus causing more or less of certain proteins to be produced.

Mansuy and others think stress may influence sncRNAs, along with the many other biochemical changes it causes, from higher levels of hormones like cortisol to inflammation. They have focused on the sncRNAs in sperm, which may be especially vulnerable to stress during the weeks that newly formed sperm spend maturing in a twisting tube on top of the testes. Later, when sperm and egg come together, altered sncRNAs could modify the production of proteins at the very beginning of development in a way that ripples through the millions and millions of cell divisions that follow. "Hosts of signals happen as those cells become a zygote," says epigeneticist Tracy Bale at the University of Maryland in Baltimore. "If dad brings small noncoding RNAs that have an effect on mom's RNAs, that can change the trajectory of embryo development."

Bale found evidence that trauma can affect sncRNAs in sperm—and that the effects might be transmitted to offspring. She stressed mice during adolescence by barraging them for weeks at unpredictable intervals, with things like fox odors, loud noises, and bright light. Then, she examined the sncRNAs in their sperm and offspring. She found differences in nine types of sncRNAs, including one that regulates SIRT1, a gene that affects metabolism and cell growth.

She then created RNA molecules with similar alterations and injected them into early-stage embryos. When those embryos grew to adults, they carried RNA alterations like those seen in the sperm. This second generation also had lower levels of corticosterone, the mouse equivalent of cortisol, after a stressful spell inside a tight tube. "If you do the same RNA changes, you produce offspring with the same phenotype," Bale says.

Mansuy found similar RNA changes in her male mice traumatized as pups. They had higher levels of specific sncRNAs, including miR-375, which plays a role in stress response. Mansuy is convinced those molecular changes account for some of the inherited behavioral traits she documented. In one experiment, her team injected RNA from traumatized male sperm into the fertilized eggs of untraumatized parents and saw the same behavioral changes in the resulting mice.

But although the cause, in the form of altered RNA, and the effect, in the form of altered behavior and physiology, are identifiable in mouse experiments, everything else remains maddeningly difficult to untangle, especially in people. "The field has come a long way in the last 5 years," Bale says. "But we don't know what's going on in humans because we don't have a controlled environment."

Trauma to a mother mouse can alter the behavior of her descendants over multiple generations, like this father, son, and grandson.

Still, mouse data in hand, Mansuy has been looking for similar epigenetic changes in people. She analyzed blood samples from Dutch soldiers, collected before and after deployment to Afghanistan between 2005 and 2008. And she's working with clinicians in Nice, France, to examine blood samples from survivors of a horrific 2015 terror attack.

Other researchers had found altered sncRNAs in the blood of the soldiers. In 2017, for example, Dutch researchers showed soldiers exposed to combat trauma had recognizable differences in dozens of sncRNA groups, some of them correlated with PTSD. But Mansuy couldn't find the same kinds of RNA changes that appeared in her lab's mice. That could be because the soldiers' samples were years old, or simply because mice and people are different, showing the limits of mouse models. But Mansuy hopes it means epigenetic changes are sensitive to the type of trauma and when it occurs in the life course. Mice can never perfectly replicate human suffering, but, she says, "the best approach" for research "is to select a population of humans who have gone through conditions which are as similar as possible to our model."

That's where the Pakistani orphans come in. The children's chaotic early years may have some similarities to what the mice in Mansuy's lab experience, she says, including unpredictable separation from their mothers.

Early results are promising. "We have overlapping findings with the mouse model," Jawaid says. In a preprint uploaded last month to bioRxiv, Mansuy and Jawaid documented changes in the levels of fatty acids in the orphans' blood and saliva that mimicked changes in the traumatized mice—as well as similar sncRNA alterations. The presence of similar biomarkers "suggests that comparable pathways are operating after trauma in mice and children," Mansuy says.

In a conceptually similar effort to go from mice to people, biologist Larry Feig at Tufts University in Boston exposed male mice to social stress by routinely changing their cage mates. Their sperm had altered levels of specific sncRNA groups—albeit different ones from those altered in Mansuy's mice—and their offspring were more anxious and less sociable than the offspring of unstressed parents.

Working with a sperm bank, Feig then looked for the same sncRNAs in human sperm. He also asked donors to fill out the Adverse Childhood Experience (ACE) questionnaire, which asks about abusive or dysfunctional family history. The higher the men's ACE score, the more likely they were to have sperm sncRNA profiles matching what Feig had seen in mice.

But this body of research hasn't convinced everyone. Geneticist John Greally at the Albert Einstein College of Medicine in New York City has been a vocal critic of the evidence for epigenetic inheritance of trauma, pointing at small sample sizes and an overreliance on epidemiological studies. For now, he says, "Mouse models are the way to go." He's not yet seen definitive experiments even in mice, he says. "I'd like to see us be more bold and brave and move from preliminary association studies to definitive studies—and be open to the idea that there may be nothing there."

In a darkened room down the hall from Mansuy's office, just outside the mouse breeding area, two cages stand side by side on a table. One is a standard lab mouse enclosure, not much bigger than a shoebox. Wood chip–strewn cages like this are where most lab mice, including most of Mansuy's animals, spend their lives.

Next to it, black-furred, pink-tailed mice scurry up and down in a luxury two-story mouse house, equipped with three running wheels and a miniature maze. Their environment is designed to stimulate their senses and engage more of their brains in play and exploration.

In 2016, Mansuy published evidence that traumatized mice raised in this enriched environment didn't pass the symptoms of trauma to their offspring. The limited data—Mansuy says her lab is now working on an expanded study—suggest life experience can be healing as well as hurtful at the molecular level. "Environmental enrichment at the right time could eventually help correct some of the alterations which are induced by trauma," Mansuy says.

This and a few other studies suggesting epigenetic change is reversible have the potential to change the narrative of doom around the topic, researchers say. "If it's epigenetic, it's responsive to the environment," says Feig, who more than a decade ago found similar effects on brain function across generations by giving mice play tubes, running wheels, toys, and larger cages. "That means negative environmental effects are likely reversible."

In public talks and interviews, Mansuy says she's careful not to promise too much. As confident as she is in her mouse model, she says, there's lots more work to be done. "I don't think the field is moving too fast," Mansuy says. "I think it's moving too slow."


Grandparents' affection piling on the pounds in Chinese children

New research has revealed that affection from grandparents towards their grandchildren may play a major role in contributing to the childhood obesity pandemic in China.

A study by the University of Birmingham (UK) shows that grandparents tend to indulge, overfeed and protect grandchildren in their care from physical chores, thus increasing their risk of obesity. The underlying motive for the action of grandparents is affection for their treasured grandchild and stems from their personal experiences, misunderstanding and poor recognition of the adverse health effects of childhood obesity.

As a result, Chinese children who are mainly cared for by their grandparents are more than twice as likely to be overweight or obese, compared with those who are mainly looked after by their parents or other adults. Children who are mainly cared for by a grandparent also consume unhealthy snacks and drinks more frequently.

The research showcases the first qualitative study in China to explore the views of a wide range of stakeholders on causes of childhood obesity. The study was conducted in the southern Chinese cities of Guangzhou and Hechi, and participants invited to focus groups included parents, grandparents, teachers, school nurses, PE teachers, catering staff responsible for children's school meals and shop retailers. The qualitative study was complemented by a cross-sectional study examining the association between children's weight and health behaviours, and the presence and role of grandparents in the household.

Current knowledge regarding childhood obesity is predominantly based on studies in western populations and the focus of the family environment has been the role of parents in obesity prevention. However, in many countries, particularly in China, grandparents are key providers of child care. Culturally, Chinese grandparents are held in great respect and often live in three-generation households.

Co-author of the study, Dr Bai Li, Postdoctoral Research Fellow in Public Health, Epidemiology and Biostatistics at the University of Birmingham said:

'Our study reveals that grandparents contribute to childhood obesity in China through inappropriate perception, with many sharing the belief that fat children are healthy and inaccurate knowledge, believing that obesity-related diseases only happen in adults. Grandparents will often assess weight status by comparing their grandchildren with their peers, rather than seeking professional opinion.

'The inappropriate behaviour of grandparents, including overfeeding and indulging through excusing the children from household chores, is another contributing factor, and differs greatly from that of parents, carers and school teachers. Conflicting child care beliefs and practise between grandparents and parents, and between grandparents and school teachers, are felt to undermine efforts to promote healthy behaviours in children.'

It is thought that the lag in health-related knowledge among China's older generation also stems from the fact that many experienced underweight, under-nutrition, food shortage, physical hardship and deprivation in their early lives before China's economic reform. This older generation are the grandparents of the current cohort of Chinese children, predominantly in single child families (widely known as the 'single family treasure'). As a result of China's One-Child Family Planning Policy being introduced in 1979, there are nearly 150 million single-child households in the country.

Professor of Public Health, Peymane Adab, University of Birmingham and co-author of the study said: 'Childcare provided through grandparents is a growing social trend across the world and, in China, around half of urban families have grandparents involved in the care of children. Our study highlights the need to include grandparents in future interventions to promote healthy behaviours among children.

'The rate of increase in childhood obesity over the last decade in Chinese urban areas exceeds that seen in many Western populations. Therefore, it is imperative that we now work with families, stakeholders and Chinese governmental bodies to tackle this pandemic.'

The University of Birmingham has already begun to address their research, incorporating engagement with grandparents in to a public health programme that is currently being trialled in Guangdong province. The trial involves over 61,000 children at 43 primary schools.

As well as engaging with carers to help tackle childhood obesity the programme, CHInese pRimary school children PhYsical activity and DietaRy behAviour chanGe InterventiON (CHIRPY DRAGON), also involves improving the nutritional quality and taste of school meals. CHRIPY DRAGON facilitators will further encourage parents to engage in more physical activity with children at home and better implement the national requirement for one hour of exercise per day at school. CHIRPY DRAGON is endorsed by the Education Bureau and Bureau of Health for the city of Guangzhou in Guangdong province and supported by the Guangzhou Centre of Disease Prevention and Control.


Why cousin marriages can wreak genetic havoc on children

If you ever want to see some fascinating genetic disorders, you should all travel to Pakistan.

In more technical language, these are called consanguineous marriages – unions between individuals that are related to each other as either second cousins or closer. There are different degrees of consanguinity, where the first-degree is your parent or your child, a second-degree relationship includes siblings, grandparents and grandchildren, third-degree has aunts/uncles, nieces/nephews, great-grandparents while the fourth-degree also includes first cousins.

These unions hold the potential to create significant genetic issues in nations such as Pakistan, where a recent study estimated that more than 60 percent of the population carries out such marriages. The situation has prompted lawmakers there to pass new legislation aimed at forcing related couples to seek genetic screenings to fight the rising incidence of a hereditary blood disorder and to raise awareness about the dangers of cousin marriages.

Under the Roman civil law, individuals were forbidden to marry anyone within the four degrees. Because of that, cousin marriages started interchangeably being used with inbreeding or incest and therefore became less common in the west. The same beliefs were not pushed in parts of South Asia and the Middle East, where Islam was the predominant religion and only restricted marriages to the third degree. Thereby cousin marriages not only became a common practice but in time also became a cultural norm that is now actively promoted and preferred in most of those regions.

From a genetics standpoint, the link between these cousin marriages and increased risk of genetic disorders in the offspring of such marriages has become strong. The reason for that is in the laws of probabilities. The causes behind the differences between individuals, is mostly due to recombination of genes during the process of meiosis in cells. Other than that, mutational events and independent assortments also cause genetic variations, that differs one individual from the other. However, these variations are of a very small percentage as all humans share roughly 99 percent of their genomes with others. It’s the approximate one percent that brings about the differences between us.

Looking at the average DNA that is shared among relatives, a person shares 50 percent of their DNA with their parents and 50 percent with their siblings. As the degrees shift from 1 st to 4 th , the percentage of shared DNA drops whereby you end up sharing 12.5 percent of your DNA with your first-cousins.

That shared DNA is significant when those cousins inter-marry. The problem is that the common gene pool from which genetic variation arises becomes smaller and smaller the more one marries within a family. And through such restricted genetic pools, the recessive genes that cause autosomal recessive disorders become dominant and get expressed in the offspring.

The chance of carrying a dangerous allele is slim. However, in these marriages, both cousins share the same set of grandparents. If one grandparent carries a dangerous allele, then there is a 50 percent chance the child of the grandparent (cousin’s parent) becomes a carrier. This increases the chance that the offspring of the cousin will get two copies of the dangerous allele.

According to various published studies, a variety of disorders have been linked to this breeding practice, including congenital heart disease, blood diseases such as hemophilia and thalassemia, deafness, cystic fibrosis, breast cancer and depression.

Looking at hemophilia in a closer light, the link between this blood disorder and the royal British family has been widely discussed. Royal families were notorious for their cousin marriages (or interbreeding) in order to preserve their lineage and to keep the royal blood ‘pure’. However, the consequences of such interbreeding were devastating, as seen elsewhere in Europe.

Consider the Habsburg family of Spain. The family possessed the gene for mandibular prognathism, a genetic disorder that causes the lower jaw to outgrow the upper jaw leading to a pronounced chin. In the Habsburg family, this condition persisted and kept getting more pronounced through generations of interbreeding. The condition became so pronounced in Charles II of Spain that he was not able to chew his own food. Along with this deformity, there were a number of other genetic, physical and intellectual problems that he faced. What this tells us is that the condition existed within the genetic makeup of the Habsburg family and became continually worse through interbreeding.

Charles II of Spain. Image: Wikipedia.

That is the case with how rare recessive disorders show up in the offspring of interbreeding families, primarily because of the restrictions it places on the available gene pool. And yet, the genetic downside of these unions doesn’t weigh against the cultural and societal positives that such cousin marriages seemingly bring for families, particularly in the Middle Eastern and South Asian region.

The main reason behind the popularity of cousin marriage is two-fold. First, it provides financial security by assuring that property or monetary assets stay within a family. Second, it offers personal security for parents who want to see their sons or daughters married to trusted spouses, rather than strangers. This especially holds true in the rural areas of Pakistan where there is limited education and awareness regarding the harms of cousin marriages. Before people can understand that marrying one’s cousin can be harmful to their offspring, they need to first understand what genetics is, how diseases can get passed within the family and how this knowledge can empower their choices and decisions.

One step towards this awareness was taken by news of a legislative bill being passed by the Pakistani government, regarding the blood disorder Thalassemia. The bill now makes it mandatory for a Thalassemia screening test to be taken by couples before they can get married. The hereditary disorder causes an excessive destruction of red blood cells leading to anemia. In Pakistan alone the rate of being a carrier for this disorder is 3 to 5 percent. It is estimated that approximately 10 million people in Pakistan suffer from this disorder. The hope is that through the mandatory screening, a solid prevention method will not only halt this disorder from being continuously passed on but will also raise awareness regarding hereditary disorders themselves.

This is a crucial step taken by the country, a step needed towards a goal that ultimately gets the message across regarding the importance of preventing the spread of genetic disorders. These marriages aren’t the root cause of these various genetic disorders. But they are responsible for the increased risk of developing these disorders. And if those risks can be lowered, numerous cases of offspring’s born with deformities or cases of fetal mortality can also finally be managed.

Mariam Sajid has a masters degree in molecular genetics and is passionate about improving medical communications that aims to effectively translates scientific advancements to the public. Follow her on her blog.

This article was originally published at the GLP on April 10, 2019.


Does a chromosome always contain the same genes?

My current understanding (prob wrong)
I have 23 chromosomes from my mother and 23 from my father.

If I have a child I will pass on 23 of my chromosomes to it. Those 23 will be a random selection from the ones I inherited, so my child may end up with 6 of the ones I inherited from my father and 17 of the ones I inherited from my mother.

Question
Do chromosomes themselves consist of a random selection of DNA, or are the chromosomes constant and either the whole thing gets passed on to the child or it dies out?

Yes, equivalent chromosomes from different people typically have exactly the same genes, though they have have different alleles of these genes. In most of your cells the chromosomes you received from your parents are separate and distinct. But gametes are formed through meiosis, which does mix up the content of your mother's and father's chromosomes into a single set that is more or less randomly sampled. In humans, the typical number of recombination events is around 1.6 per chromosome pair, so most of the chromosomes in a given gamete will have a mixture of DNA from both parents. But it's technically possible to pass on an entire parental chromosome intact as well, and this is always the case for sex chromosomes in XY people.


Videoya baxın: Секреты энергичных людей. Трансформационный интенсив (Avqust 2022).