Różnorodność genetyczna człowieka. Ewolucja i eugenika

Transkrypt

1 Różnorodność genetyczna człowieka Ewolucja i eugenika

2 Zmienność genetyczna człowieka

3 Różnorodność genetyczna człowieka Projekt 1000 genomów poszukiwanie różnic w genomach różnych ludzi (2500 osób)

4 Projekt 1000 genomów

5 Różnorodność genetyczna ludzi jest stosunkowo niewielka Kassemann & Pääbo, 2002, J. Int. Med. 251:1-18

6 Problemy Prywatność danych genetycznych Determinizm - na ile na podstawie różnic genetycznych można przewidywać fenotyp Eugenika Kwestia ras człowieka

7 Czy powierzyć swój genom google?

8 Przepowiednie Rozwój medycyny doprowadzi do utraty naturalnej odporności człowieka? Pomaganie chorym na schorzenia genetyczne doprowadzi do pogorszenia puli genowej? eugenika - czy to może działać? Podziały społeczne doprowadzą do powstania dwóch gatunków człowieka?

9 Przepowiednie Rozwój medycyny doprowadzi do utraty naturalnej odporności człowieka? Nie. Gatunek ludzki, jak każdy inny, podlega ewolucji biologicznej. Tempo ewolucji biologicznej człowieka jest znacznie niższe, niż tempo przemian kulturowo - cywilizacyjnych.

10 Dlaczego? Cechy recesywne - aby się ujawniły, zmienione muszą być obie kopie (allele) genu. Jeżeli częstość allelu wynosi q, to w populacji osób mających oba takie allele to q 2. Przykład: mukowiscydoza

11 Mukowiscydoza - ilu jest nosicieli? Rodzi się 1/2000 chorych Oboje rodzice muszą być nosicielami Jeżeli nosicieli jest w populacji n to par 2 nosicieli jest n 2 choruje ¼ dzieci nosicieli, zatem ¼ n 2 = 1/2000 n 1/22 Nosicieli jest o wiele więcej niż chorych!

12 Dlaczego? Cechy recesywne - aby się ujawniły, zmienione muszą być obie kopie (allele) genu. Losy chorych (homozygot) nieistotne dla puli allelu zmutowanego - większość u nosicieli (bez objawów)

13 CCR5 i AIDS u człowieka Gen CCR5 koduje receptor cytokin (sygnały układu odpornościowego Białko CCR5 jest wykorzystywane przez wirusa HIV przy wnikaniu do komórki (w roli pomocniczej)

14 Allel CCR5-Δ32 Rzadko spotykany Homozygoty Δ32/Δ32 są oporne na infekcję HIV Allel najczęściej występuje w Europie, w Afryce jest rzadki

15 Allel CCR5-Δ32 Epidemia AIDS trwa zbyt krótko, by wpłynąć na częstości allelu (u człowieka 1 pokolenie to ~25 lat) Możliwe przyczyny takiego rozmieszczenia Allel pojawił się w Skandynawii i rozprzestrzeniał po Europie podczas najazdów Wikingów (VIII-X w.) Czy presja selekcyjna HIV spowoduje znaczący wzrost częstości allelu Δ32 u człowieka?

16 Czy presja selekcyjna HIV spowoduje znaczący wzrost częstości allelu Δ32 u człowieka? Wysoka częstość początkowa i silny dobór p = 0,2 (najwyższa notowana wartość) 25% osobników +/+ i +/Δ32 umiera na AIDS nie wydawszy na świat potomstwa A1A1: w11 = 1 A1A2: w12 = 0,75 A2A2: w22 = 0,75

17 Czy presja selekcyjna HIV spowoduje znaczący wzrost częstości allelu Δ32 u człowieka? p = 0,2 (najwyższa notowana wartość) 25% osobników +/+ i +/Δ32 umiera na AIDS nie wydawszy na świat potomstwa Wartości te nie są realistyczne p = 0,2 tylko w niektórych populacjach w Europie 25% śmiertelność tylko w niektórych rejonach Afryki (Botswana, Namibia, Zmimbabwe)

18 Czy presja selekcyjna HIV spowoduje znaczący wzrost częstości allelu Δ32 u człowieka? Wysoka częstość początkowa i słaby dobór p = 0,2 (najwyższa notowana wartość) 0,5% osobników +/+ i +/Δ32 umiera na AIDS nie wydawszy na świat potomstwa A1A1: w11 = 1 A1A2: w12 = 0,995 A2A2: w22 = 0,995

19 Czy presja selekcyjna HIV spowoduje znaczący wzrost częstości allelu Δ32 u człowieka? p = 0,2 (najwyższa notowana wartość) 0,5% osobników +/+ i +/Δ32 umiera na AIDS nie wydawszy na świat potomstwa Wartości te są realistyczne dla Europy

20 Czy presja selekcyjna HIV spowoduje znaczący wzrost częstości allelu Δ32 u człowieka? Niska częstość początkowa i silny dobór p = 0,01 25% osobników +/+ i +/Δ32 umiera na AIDS nie wydawszy na świat potomstwa A1A1: w11 = 1 A1A2: w12 = 0,75 A2A2: w22 = 0,75

21 Czy presja selekcyjna HIV spowoduje znaczący wzrost częstości allelu Δ32 u człowieka? p = 0,01 25% osobników +/+ i +/Δ32 umiera na AIDS nie wydawszy na świat potomstwa Wartości te są realistyczne dla niektórych części Afryki

22 Czy presja selekcyjna HIV spowoduje znaczący wzrost częstości allelu Δ32 u człowieka? Nie w czasie najbliższych kilkuset lat Ale może da się wprowadzać ten allel metodami inżynierii genetycznej?

23 Czy wyginą rudowłosi Rude włosy, jasna nieopalająca się skóra - recesywny allel genu MC1R 4% populacji europejskiej (Szkocja - 13%) W 2007 r. artykuły w prasie codziennej sugerujące, że cecha w niedalekiej przyszłości zaginie Źródło Oxford Hair Foundation Fundacja stworzona przez producenta farb do włosów (Procter&Gamble)

24 Eugenika Poprawa jakości gatunku ludzkiego poprzez kierowanie rozrodczością pozytywna - kojarzenie ludzi o pożądanych cechach negatywna - redukcja rozrodczości ludzi o cechach niepożądanych Zastosowanie praktyk hodowli zwierząt gospodarskich do człowieka

25 Francis Galton Jako pierwszy zastosował statystykę w antropologii, badał odziedziczalność inteligencji Hereditary Genius (1869) Eugenics Education Society (1909)

26 Eugenika w Wielkiej Brytanii Nie była organizowana przez państwo, ale była wspierana przez wielu znanych ludzi: John Maynard Keynes George Bernard Shaw Herbert G. Wells Winston Churchill John B.S. Haldane Ustawa Mental Deficiency Act (1913) - przymusowa sterylizacja - nie wprowadzona w życie

27 Eugenika w USA ~1925

28 Eugenika w USA American Breeder s Association (1906) Eugenics Record Office (1911) Charles Davenport: ograniczenia imigracji przymusowa sterylizacja Musimy osuszyć źródła, zatamować napływ zdefektowanej, zdegenerowanej protoplazmy

29 Eugenika w USA Henry H. Goddard, 1914 Opóźnienie umysłowe 1% populacji Alexander G. Bell - proponował przymusową sterylizację głuchoniemych Na konferencji oftalmologów w latach 20. propozycja wyeliminowania wszystkich noszących okulary William Robinson (lekarz, urolog) w 1917 o dzieciach osób niepełnosprawnych Najlepiej byłoby te dzieci delikatnie uśpić chloroformem, albo podać im dawkę cyjanku potasu.

30 Eugenika w USA Przymusowe sterylizacje - w sumie ponad osób Ograniczenia imigracyjne! Carrie Buck z matką w domu opieki społecznej Przymusowa sterylizacja wyrokiem sądu w

31 Szwecja Ustawa o sterylizacji, 1934 W latach : ponad osób w Europie więcej tylko w III Rzeszy

32 Eugenika Henry H. Goddard, 1914 Opóźnienie umysłowe 1% populacji, co daje q = 0,1

33 Eugenika Pomijając kwestie etyczne czy to ma sens? Przymusowe sterylizacje w USA opóźnienie umysłowe, ~1% populacji, q = 0,1 Po 10 pokoleniach q = 0,05 Po 40 pokoleniach q = 0,02

34 Eugenika? Opóźnienie umysłowe to nie jest jednolita, jednogenowa choroba Najczęstsza (w Europie) choroba jednogenowa mukowiscydoza: 1/2000 urodzeń Założenie, że wszyscy chorzy giną bezpotomnie, po 500 latach: 1/4400 urodzeń Nie bierze pod uwagę pojawiania się nowych mutacji Wniosek: dla rzadkich cech recesywnych sukces reprodukcyjny homozygot ma nieznaczny wpływ na pulę genową!!

35 Eugenika 2.0? W XXI w. pojawiły się możliwości wprowadzania ukierunkowanych zmian w genomach działają też na komórkach ludzkich (w tym zarodkowych) Możliwość korekcji mutacji związanych z chorobami To samo można osiągnąć połączeniem zapłodnienia pozaustrojowego z preimplantacyjną diagnostyką genetyczną selekcja zarodków Poprawianie genomu? Transhumanizm?

36 Do zajścia specjacji potrzebne jest powstanie bariery reprodukcyjnej i nagromadzenie się różnic genetycznych U człowieka: mała różnorodność wyjściowa brak izolacji genetycznej