Какие проблемы решает генная. Методы, достижения и перспективы развития биотехнологии

Вопрос 1. Что такое биотехнология?
Биотехнология - это использование организмов, биологических систем или биологических процессов в промышленном производстве. К отраслям биотехнологии относятся генная, хромосомная и клеточная инженерия, клонирование сельскохозяйственных растений и животных, использование микроорганизмов в хлебопечении, виноделии, производстве лекарств и др.

Вопрос 2. Какие проблемы решает генная инженерия? С какими трудностями связаны исследования в этой области?
Методы генной инженерии позволяют ввести в генотип одних организмов (например, бактерий) гены других организмов (например, человека). Генная инженерия позволила решить проблемы промышленного синтеза микроорганизмами различных человеческих гормонов, например инсулина и гормона роста. Путем создания генетически модифицированных растений она обеспечила появление сортов, устойчивых к холодам, заболеваниям и вредителям. Основной трудностью для генной инженерии является наблюдение и контроль за деятельностью привнесенной извне ДНК. Важно знать, способны ли трансгенные организмы выдерживать «нагрузку» чужеродных генов. Существует также опасность самопроизвольного переноса (миграции) чужеродных генов в другие организмы, в результате чего они могут приобрести нежелательные для человека и природы свойства. Не на последнем месте стоит и этическая проблема: а имеем ли мы право переделывать живые организмы ради собственного блага?

Вопрос 3. Как вы думаете, почему селекция микроорганизмов приобретает в настоящее время первостепенное значение?
Существует несколько причин повышения интереса к селекции микроорганизмов:
1). легкость селекции (по сравнению с растениями и животными), которая обусловлена большой скоростью размножения и простотой культивирования бактерий;
2). огромный биохимический потенциал (разнообразие осуществляемых бактериями реакций - от синтеза антибиотиков и витаминов до выделения из руд редких химических элементов);
3). простота генно-инженерных манипуляций; важно также то, что встроенный в ДНК бактерии ген автоматически начинает работать, поскольку (в отличие от эукариотических организмов) все гены прокариотов активны.
4). В результате на сегодняшний день существует огромное число примеров использования новых штаммов бактерий на практике: производство продуктов питания, гормонов человека, переработка отходов, очистка сточных вод и др.

Вопрос 4. Приведите примеры промышленного получения и использования продуктов жизнедеятельности микроорганизмов.
С давних времен кисломолочные бактерии обеспечивают приготовление простокваши и сыра; бактерии, для которых характерно спиртовое брожение, - синтез этилового спирта; дрожжи используют в хлебопечении и виноделии. С 1982 г. в промышленных масштабах получают инсулин, синтезируемый кишечной палочкой. Это стало возможным после того, как при помощи методов генной инженерии ген инсулина человека был встроен в ДНК бактерии. В настоящее время налажен синтез трансгенного гормона роста, который используется для лечения карликовости у детей, интерферон - препарат, повышающий иммунную систему человека.
Микроорганизмы участвуют также в биотехнологических процессах по очистке сточных вод, переработке отходов, удалению нефтяных разливов в водоемах, получению лекарственных препаратов, пищевых добавок, средств защиты растений, получению топлива.

Вопрос 5. Какие организмы называют трансгенными?
Трансгенными (генетически модифицированными) называют организмы, содержащие искусственные дополнения в геноме. Примером (помимо упомянутой выше кишечной палочки) могут служить растения, в ДНК которых встроен фрагмент бактериальной хромосомы, ответственный за синтез токсина, отпугивающего вредных насекомых. В результате получены сорта кукурузы, риса, картофеля, устойчивые к вредителям и не требующие использования пестицидов. Интересен пример лосося, ДНК которого дополнили геном, активирующим выработку гормона роста. В результате лосось рос в несколько раз быстрее, и вес рыб оказался гораздо больше нормы.
Вопрос 6. В чем преимущество клонирования по сравнению с традиционными методами селекции?
Клонирование направлено на получение точных копий организма с уже известными характеристиками. Оно позволяет добиваться лучших результатов в более короткие сроки, чем традиционные методы селекции. Клонирование дает возможность работать с отдельными клетками или небольшими зародышами. Например, при разведении крупного рогатого скота зародыш теленка на стадии недифференцированных клеток разделяют на фрагменты и помещают их в суррогатных матерей. В результате развиваются несколько идентичных телят с необходимыми признаками и свойствами.
При необходимости можно использовать и клонирование растений. В этом случае селекция происходит в клеточной культуре (на искусственно культивируемых изолированных клетках). И лишь затем из клеток, обладающих необходимыми свойствами, выращивают полноценные растения.
Наиболее известный пример клонирования - пересадка ядра соматической клетки в развивающуюся яйцеклетку. Эта технология в будущем позволит создать генетического двойника любого организма (или, что более актуально, его тканей и органов).

Учебник соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту среднего (полного) общего образования, рекомендован Министерством образования и науки РФ и включен в Федеральный перечень учебников.

Учебник адресован учащимся 10 класса и рассчитан на преподавание предмета 1 или 2 часа в неделю.

Современное оформление, многоуровневые вопросы и задания, дополнительная информация и возможность параллельной работы с электронным приложением способствуют эффективному усвоению учебного материала.

Какое значение для промышленности и сельского хозяйства имеет селекция микроорганизмов?

Биотехнология – это использование организмов, биологических систем или биологических процессов в промышленном производстве. Термин «биотехнология» получил широкое распространение с середины 70-х гг. XX в., хотя ещё с незапамятных времён человечество использовало микроорганизмы в хлебопечении и виноделии, при производстве пива и в сыроварении. Любое производство, в основе которого лежит биологический процесс, можно рассматривать как биотехнологию. Генная, хромосомная и клеточная инженерия, клонирование сельскохозяйственных растений и животных – это различные аспекты современной биотехнологии.

Биотехнология позволяет не только получать важные для человека продукты, например антибиотики и гормон роста, этиловый спирт и кефир, но и создавать организмы с заранее заданными свойствами гораздо быстрее, чем с помощью традиционных методов селекции. Существуют биотехнологические процессы по очистке сточных вод, переработке отходов, удалению нефтяных разливов в водоёмах, получению топлива. Эти технологии основаны на особенностях жизнедеятельности некоторых микроорганизмов.

Появляющиеся современные биотехнологии изменяют наше общество, открывают новые возможности, но одновременно создают определённые социальные и этические проблемы.

Генная инженерия. Удобными объектами биотехнологии являются микроорганизмы, имеющие сравнительно просто организованный геном, короткий жизненный цикл и обладающие большим разнообразием физиологических и биохимических свойств.

Одной из причин сахарного диабета является недостаток в организме инсулина – гормона поджелудочной железы. Инъекции инсулина, выделенного из поджелудочных желез свиней и крупного рогатого скота, спасают миллионы жизней, однако у некоторых пациентов приводят к развитию аллергических реакций. Оптимальным решением было бы использование человеческого инсулина. Методами генной инженерии ген инсулина человека был встроен в ДНК кишечной палочки. Бактерия начала активно синтезировать инсулин. В 1982 г. инсулин человека стал первым фармацевтическим препаратом, полученным с помощью методов генной инженерии.

Рис. 107. Страны, выращивающие трансгенные растения. Практически всю площадь посевов трансгенных культур занимают генетически модифицированные сорта четырёх растений: сои (62 %), кукурузы (24 %), хлопчатника (9 %) и рапса (4 %). Уже созданы сорта трансгенного картофеля, помидоров, риса, табака, свёклы и других культур

Аналогичным способом в настоящее время получают гормон роста. Человеческий ген, встроенный в геном бактерий, обеспечивает синтез гормона, инъекции которого используются при лечении карликовости и восстанавливают рост больных детей почти до нормального уровня.

Так же как у бактерий, с помощью методов генной инженерии можно изменять и наследственный материал эукариотических организмов. Такие генетически перестроенные организмы называют трансгенными или генетически модифицированными организмами (ГМО).

В природе существует бактерия, которая выделяет токсин, убивающий многих вредных насекомых. Ген, отвечающий за синтез этого токсина, был выделен из генома бактерии и встроен в геном культурных растений. К настоящему времени уже созданы устойчивые к вредителям сорта кукурузы, риса, картофеля и других сельскохозяйственных растений. Выращивание таких трансгенных растений, которые не требуют использования пестицидов, имеет огромные преимущества, потому что, во-первых, пестициды убивают не только вредных, но и полезных насекомых, а во-вторых, многие пестициды накапливаются в окружающей среде и оказывают мутагенное влияние на живые организмы (рис. 107).

Один из первых успешных экспериментов по созданию генетически модифицированных животных был произведён на мышах, в геном которых был встроен ген гормона роста крыс. В результате трансгенные мыши росли гораздо быстрее и в итоге были в два раза больше обычных мышей. Если этот опыт имел исключительно теоретическое значение, то эксперименты в Канаде имели уже явное практическое применение. Канадские учёные ввели в наследственный материал лосося ген другой рыбы, который активировал ген гормона роста. Это привело к тому, что лосось рос в 10 раз быстрее и набирал вес, в несколько раз превышающий норму.

Клонирование. Создание многочисленных генетических копий одного индивидуума с помощью бесполого размножения называют клонированием . У ряда организмов этот процесс может происходить естественным путём, вспомните вегетативное размножение у растений и фрагментацию у некоторых животных (). Если у морской звезды случайно оторвётся кусочек луча, из него образуется новый полноценный организм (рис. 108). У позвоночных животных этот процесс естественным путём не происходит.

Впервые успешный эксперимент по клонированию животных был осуществлён исследователем Гёрдоном в конце 60-х гг. XX в. в Оксфордском университете. Учёный пересадил ядро, взятое из клетки эпителия кишки лягушки-альбиноса, в неоплодотворённую яйцеклетку обычной лягушки, чьё ядро перед этим было разрушено. Из такой яйцеклетки учёному удалось вырастить головастика, превратившегося затем в лягушку, которая была точной копией лягушки-альбиноса. Таким образом, впервые было показано, что информации, содержащейся в ядре любой клетки, достаточно для развития полноценного организма.

Рис. 108. Регенерация морской звезды из одного луча

В дальнейшем исследования, проведённые в Шотландии в 1996 г., привели к успешному клонированию овцы Долли из клетки эпителия молочной железы матери (рис. 109).

Клонирование представляется перспективным методом в животноводстве. Например, при разведении крупного рогатого скота используется следующий приём. На ранней стадии развития, когда клетки эмбриона ещё не специализированы, зародыш разделяют на несколько частей. Из каждого фрагмента, помещённого в приёмную (суррогатную) мать, может развиться полноценный телёнок. Таким способом можно создать множество идентичных копий одного животного, обладающего ценными качествами.

Для специальных целей можно также клонировать отдельные клетки, создавая культуры тканей, которые в подходящих средах способны расти бесконечно долго. Клонированные клетки служат заменой лабораторным животным, так как на них можно изучать воздействие на живые организмы различных химических веществ, например лекарственных препаратов.

При клонировании растений используется уникальная особенность растительных клеток. В начале 60-х гг. XX в. впервые было показано, что клетки растений, даже после достижения зрелости и специализации, в подходящих условиях способны давать начало целому растению (рис. 110). Поэтому современные методы клеточной инженерии позволяют осуществлять селекцию растений на клеточном уровне, т. е. отбирать не взрослые растения, обладающие теми или иными свойствами, а клетки, из которых потом выращивают полноценные растения.

Рис. 109. Клонирование овцы Долли

Этические аспекты развития биотехнологии. Использование современных биотехнологий ставит перед человечеством много серьёзных вопросов. Не может ли ген, встроенный в трансгенные растения томата, при съедании плодов мигрировать и встраиваться в геном, например, бактерий, живущих в кишечнике человека? Не может ли трансгенное культурное растение, устойчивое к гербицидам, болезням, засухе и другим стрессовым факторам, при перекрёстном опылении с родственными дикими растениями передать эти же свойства сорнякам? Не получатся ли при этом «суперсорняки», которые очень быстро заселят сельскохозяйственные земли? Не попадут ли случайно мальки гигантского лосося в открытое море и не нарушит ли это баланс в природной популяции? Способен ли организм трансгенных животных выдержать ту нагрузку, которая возникает в связи с функционированием чужеродных генов? И имеет ли право человек переделывать живые организмы ради собственного блага?

Эти и многие другие вопросы, связанные с созданием генетически модифицированных организмов, широко обсуждаются специалистами и общественностью всего мира. Созданные во всех странах специальные контролирующие органы и комиссии утверждают, что, несмотря на существующие опасения, вредного воздействия ГМО на природу зафиксировано не было.

Рис. 110. Этапы клонирования растений (на примере моркови)

В 1996 г. Совет Европы принял Конвенцию о правах человека при использовании геномных технологий в медицине. Основное внимание в документе уделено этике применения таких технологий. Утверждается, что ни одна личность не может быть подвергнута дискриминации на основе информации об особенностях её генома.

Введение в клетки человека чужеродного генетического материала может иметь отрицательные последствия. Неконтролируемое встраивание чужой ДНК в те или иные участки генома может привести к нарушению работы генов. Риск использования генотерапии при работе с половыми клетками гораздо выше, чем при использовании соматических клеток. При внесении генетических конструкций в половые клетки может возникнуть нежелательное изменение генома будущих поколений. Поэтому в международных документах ЮНЕСКО, Совета Европы, Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) подчёркивается, что всякое изменение генома человека может производиться лишь на соматических клетках.

Но, пожалуй, наиболее серьёзные вопросы возникают в связи с теоретически возможным клонированием человека. Исследования в области человеческого клонирования сегодня запрещены во всех странах в первую очередь по этическим соображениям. Становление человека как личности базируется не только на наследственности. Оно определяется семейной, социальной и культурной средой, поэтому при любом клонировании воссоздать личность невозможно, как невозможно воспроизвести все те условия воспитания и обучения, которые сформировали личность его прототипа (донора ядра). Все крупные религиозные конфессии мира осуждают любое вмешательство в процесс воспроизводства человека, настаивая на том, что зачатие и рождение должны происходить естественным путём.

Эксперименты по клонированию животных поставили перед научной общественностью ряд серьёзных вопросов, от решения которых зависит дальнейшее развитие этой области науки. Овечка Долли не была единственным клоном, полученным шотландскими учёными. Клонов было несколько десятков, а в живых осталась только Долли. В последние годы совершенствование техники клонирования позволило увеличить процент выживших клонов, но их смертность всё ещё очень высока. Однако существует проблема, ещё более серьёзная с научной точки зрения. Несмотря на победное рождение Долли, остался неясным её реальный биологический возраст, связанные с ним проблемы со здоровьем и относительно ранняя смерть. По мнению учёных, использование ядра клетки немолодой шестилетней овцы-донора сказалось на судьбе и здоровье Долли.

Необходимо существенно повысить жизнеспособность клонированных организмов, выяснить, влияет ли использование конкретных методик на продолжительность жизни, здоровье и плодовитость животных. Очень важно свести к минимуму риск дефектного развития реконструированной яйцеклетки.

Активное внедрение биотехнологий в медицину и генетику человека привело к появлению специальной науки – биоэтики. Биоэтика – наука об этичном отношении ко всему живому, в том числе и к человеку. Нормы этики выдвигаются сейчас на первый план. Те нравственные заповеди, которыми человечество пользуется века, к сожалению, не предусматривают новых возможностей, привносимых в жизнь современной наукой. Поэтому людям необходимо обсуждать и принимать новые законы, учитывающие новые реальности жизни.

Вопросы для повторения и задания

1. Что такое биотехнология?

2. Какие проблемы решает генная инженерия? С какими трудностями связаны исследования в этой области?

3. Как вы думаете, почему селекция микроорганизмов приобретает в настоящее время первостепенное значение?

4. Приведите примеры промышленного получения и использования продуктов жизнедеятельности микроорганизмов.

5. Какие организмы называют трансгенными?

6. В чём преимущество клонирования по сравнению с традиционными методами селекции?

Подумайте! Выполните!

1. Какие перспективы в развитии народного хозяйства открывает использование трансгенных животных?

2. Может ли современное человечество обойтись без биотехнологии? Организуйте выставку или сделайте стенную газету «Биотехнология: прошлое, настоящее, будущее».

3. Организуйте и проведите дискуссию на тему «Клонирование: за и против».

4. Приведите примеры продуктов, входящих в ваш рацион, которые были созданы с использованием биотехнологических процессов.

5. Докажите, что биологическая очистка воды является биотехнологическим процессом.

Работа с компьютером

Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал и выполните задания.

Клеточная инженерия. В 70-х гг. прошлого века в биотехнологии стала активно развиваться клеточная инженерия. Клеточная инженерия позволяет создавать клетки нового типа на основе различных манипуляций, чаще всего гибридизации, т. е. слияния исходных клеток или их ядер. В одну из исследуемых клеток помещают ядро, принадлежащее клетке другого организма. Создают условия, при которых эти ядра сливаются, а затем происходит митоз , и образуются две одноядерные клетки, каждая из которых содержит смешанный генетический материал. Впервые такой опыт осуществил в 1965 г. английский учёный Г. Харрис, соединив клетки человека и мыши. Впоследствии были получены целые организмы, представляющие собой межвидовые гибриды, полученные методом клеточной инженерии. Такие гибриды отличаются от гибридов, полученных половым путём, тем, что в них находится цитоплазма обоих родителей (вспомним, что при обычном оплодотворении цитоплазма сперматозоида в яйцеклетку не проникает). Слияние клеток используют для получения гибридов с полезными свойствами между отдалёнными видами, которые обычным путём не скрещиваются. Удаётся также получать клеточные гибриды растений, несущие цитоплазматические гены (т. е. гены, находящиеся в митохондриях и пластидах), которые увеличивают устойчивость к различным вредным воздействиям.

1. Что является предметом изучения науки геронтологии? Оцените, насколько развита эта наука в нашей стране. Есть ли в вашем регионе специалисты в этой области?

2. Как вы думаете, какими личными качествами должны обладать люди, работающие в медико-генетических консультациях? Объясните свою точку зрения.

3. Что вы знаете о профессиях, связанных с материалом этой главы? Найдите в Интернете названия нескольких профессий и подготовьте небольшое (не более 7–10 предложений) сообщение о той профессии, которая вас наиболее впечатлила. Объясните свой выбор.

4. Используя дополнительные источники информации, выясните, что является предметом изучения эмбриолога. Где можно приобрести такую специальность?

5. Какими знаниями должны обладать специалисты, занимающиеся селекционной работой? Объясните свою точку зрения.

Судя по оживлению, охватившему в последнее время работы в области генной терапии, эта наука, похоже, начинает выходить из тени лабораторных экспериментов на путь многообещающих перспектив.

Особенно богатой на судьбоносные разработки оказалась текущая осень: научные журналы сообщили сразу о нескольких важных достижениях в области генотерапии. Так, с помощью вирусной доставки гена, ответственного за образование зрительного пигмента сетчатки глаза в эксперименте на обезьянах саймири (беличья обезьяна) с врождённым нарушением цветоощущения впервые удалось восстановить у животных способность различать красный и зелёный цвета, что вселяет надежду на возможность применения этого метода для лечения дальтонизма у человека. Учёные-трансплантологи тоже не отстали от коллег и в свою очередь показали, что научились улучшать состояние донорских лёгких, активируя ген, кодирующий синтез противовоспалительных молекул. Даже смертельным заболеваниям головного мозга теперь придётся отступить перед открывшимися возможностями генной терапии. Учёные сумели остановить развитие адренолейкодистрофии у двоих мальчиков, прибегнув к помощи модифицированного ВИЧ для доставки гена, ответственного за синтез недостающего фермента.

Адренолейкодистрофия (меланокожная лейкодистрофия, болезнь Аддисона-Шильдера) – дегенеративное заболевание белого вещества головного мозга. Тип наследования рецессивный, сцепленный с Х-хромосомой. Это заболевание, обусловленное дефектом фермента, участвующего в обмене жирных кислот, приводит к недостаточности функции надпочечников – эндокринных желез, вырабатывающих жизненно важные гормоны.

И, наконец, не менее серьёзная проблема мышечной дистрофии тоже нашла своё отражение в исследованиях. В одной из последних работ сообщается, что у обезьян с миодистрофией, вызванной повреждением гена, удалось достичь увеличения объёма и силы мышц после введения в их клетки здоровой копии нужного гена. Исследователи считают, что такой метод вскоре сможет прийти на помощь пациентам с дегенеративными заболеваниями мышц.

Директор программы «Генная терапия человека» при Медицинской Школе Стэнфордского Университета Марк Кей (Mark Kay) вполне удовлетворён последними успехами коллег. По его словам, исследователи, работающие в области генной терапии, настроены оптимистично как никогда.

Оправдан ли оптимизм?

Несмотря на значительные успехи генной терапии, перед учёными всё ещё остаётся немало препятствий, которые придётся преодолевать на пути к клиническому применению их разработок.

Последние работы оказали неоценимую услугу для укрепления позиций и демонстрации перспектив генной терапии. Сейчас учёные, работающие в этой области, полны оптимизма и, судя по результатам, их методы скоро действительно заработают на практике. Отличительной чертой генетических исследований является множество непредвиденных трудностей, но всё же за довольно короткий для науки промежуток времени в 30 лет удалось достичь значительного прогресса.

Уже сейчас можно назвать целый ряд заболеваний, для которых методы генной терапии могут стать идеальным, если не единственным, решением. Простейший пример – такие нарушения, как адренолейкодистрофия или дегенеративные изменения сетчатки, когда необходимо исправить функцию только одного гена в небольшом числе клеток.

Есть, однако, и другие болезни, вызванные нарушением одного гена, но сложнее поддающиеся лечению. К примеру, мышечная дистрофия Дюшенна требует коррекции всего одного гена, но, чтобы результаты лечения были успешными, дефект необходимо исправить практически во всех мышечных клетках в целом организме. Также непросто излечить с помощью генной терапии рак, при котором необходимо найти множество злокачественных клеток, часто – не локализованных в сОлидной опухоли, а расползшихся по разным органам и тканям, но, вероятно, в сочетании с другими методами, генная терапия сможет обеспечить хороший лечебный эффект.

Специалисты выделяют четыре основных трудности, которые нужно преодолеть на пути к клиническому применению методов генной терапии.

1) Прежде всего необходимо получить специфический для данного вида клеток вектор (вирус, наночастицы и т.п. средства доставки) в достаточных для достижения результата количествах и не опасный для самих клеток.

2) После того, как вектор с включённым в его структуру геном достигает нужной клетки, он должен проникнуть внутрь и достигнуть ядра. Решение этой задачи оказалось более сложным, чем предполагалось. Обычно в клетках существует множество барьеров, препятствующих взаимодействию новой ДНК с собственной ДНК клетки, но вирусы в ходе эволюции выработали механизмы, позволяющие обходить эти препятствия, и потому считаются наилучшими инструментами для доставки генов.

3) Внедрившись в ядро, новый ген должен сохранять устойчивость в течение определённого периода времени. Нередки случаи, когда клетка блокирует новый ген, делая его неэффективным.

4) И, наконец, самая серьёзная проблема – это возможный иммунный ответ: организм может отторгать вектор или закодированный в терапевтическом гене «чужой» белок.

Ещё одна общая проблема заключается в определении времени, в течение которого должно сохраняться воздействие генной терапии. В случае борьбы с инфекцией или раком терапевтическое воздействие продолжается до полного уничтожения инфекции или раковых клеток. Но в случае генетических нарушений курсы генотерапии в большинстве случаев необходимо повторять на протяжении всей жизни.

Обратная сторона медали

Человеку свойственно с осторожностью относиться ко всему новому. В случае генной терапии также невозможно наверняка предсказать, какие подводные камни может таить этот метод. Например, всё больше доказательств свидетельствуют в пользу того, что пациенты могут заполучить весьма специфические проблемы. В 1998 году широкую огласку получил эксперимент, в результате которого у десяти детей удалось излечить Х-хромосомный тяжелый комбинированный иммунодефицит (ТКИД) с помощью генной терапии. Позже, однако, у двоих из них развилась лейкемия. Каждый случай включения новой ДНК в клетку сопровождается повышением риска развития злокачественных новообразований. Углубляясь в малоизученную область генной терапии, важно не упускать из виду отсроченные побочные эффекты.

Границы дозволенного

Серьёзные этические дискуссии, вероятней всего, появятся в будущем, когда наступит момент решать, в каких целях применять методы генной терапии. Вне всякого сомнения, генная терапия должна быть использована для борьбы с тяжёлыми психическими расстройствами или генетическими заболеваниями, однако идея применять такие методы для лечения расстройств поведения, будь то депрессия или наркомания, вызывает оправданные сомнения. Можно ли использовать генотерапию при экстракорпоральном оплодотворении, чтобы ребенок родился не с предназначенными судьбой, а определёнными родителями чертами характера, высоким интеллектом или атлетических способностей? Даже если нечто подобное сейчас кажется фантастикой, с развитием генной терапии такие вопросы обязательно возникнут.

Горизонты и перспективы

В то время как основным направлением исследований в области генной терапии остаётся внедрение в организм функциональных генов, одним из перспективных путей может быть разработка активных молекул, способных «выключать» дефектные гены. К примеру, в случае болезни Хантингтона с помощью генной терапии можно отключить дефектные гены, кодирующие синтез аномальных белков.

Важным аспектом всех подобных заболеваний является лечение на ранней стадии, прежде чем патологический процесс распространится на здоровые ткани. Предупредить болезнь гораздо более эффективно, чем бороться с непоправимыми последствиями, нанесёнными организму в результате развития нейродегенеративных заболеваний или мышечной дистрофии.

Читать также:

Первое российское генно-терапевтическое лекарство от рака готовится к клиническим испытаниям

Ученые использовали «ген-убийцу», который внедряется в раковую клетку и превращает обычный противовирусный препарат ганцикловир в яд, смертельный для этой клетки. Ганцикловир же можно ввести в организм в таблетках или в виде инъекцией. Главное, что ген подобен вирусу: он способен заражать и соседние клетки опухоли, не трогая обычные.

Смертельный вирус, созданный генными инженерами, вырывается из пробирки...

Подобных страшных, но реалистичных сценариев можно придумать много. Понятно, что от них нужна какая-то защита. Но как защищаться? Ведь генная инженерия – это хорошо, и никто от нее отказываться не собирается. Защита при работах по манипуляции с генами поставлена неплохо, особенно там, где используют реально опасные вирусы. Но время идет вперед, появляются новые угрозы…

Куриные яйца с человеческим белком

Можно получать человеческие белки в куриных яйцах, не создавая генетически модифицированных кур: достаточно заразить яйца безвредным вирусом со встроенным геном нужного белка.

Синтез ДНК поставили на конвейер

Потенциальные покупатели серийных синтетических ДНК – промышленные химические и фармацевтические компании, а также академические институты. Это сулит постепенный перевод на промышленные рельсы не просто биотехнологий, но их самой молодой части – синтетической биологии.

А теперь – бессмертие через 30 лет...

Нано- и биотехнологии вроде бы совершенно противоположны, но приводят нас к одному и тому же результату – к принципиальному изменению человека. Развитие биоинженерии может легко привести нас к бессмертию...

Генная инженерия и евгеника – наше счастливое будущее?

Почти все общества в свое время занимались тем, что мы называем «евгеникой» или «генной инженерией». Зачем, во имя чего контролировать генетику человека? Вот проблема, которая будет остро стоять перед нами через пятьдесят лет.