Геном под скальпелем бактерий

Появившаяся несколько лет назад технология редактирования генома CRISPR-Cas произвела настоящую революцию в генетике. Предполагается, что с ее помощью будет возможно побеждать самые страшные заболевания и даже вносить коррективы в «генные программы» человечества, например, сделать его здоровее, умнее, сильнее. Так ли это на самом деле?

«CRISPR-Cas — это адаптивная иммунная система бактерий. До ее открытия никто не предполагал, что микробы обладают столь сложными механизмами защиты от вирусов. Как это ни удивительно, здесь реализуется ламарковская система наследования (наследование приобретенных изменений). Долгие годы ученые считали, что такого не бывает, многие и теперь так думают, но с конкретными фактами спорить трудно», — рассказывает известный биолог, сотрудник Национального центра биотехнологической информации США Евгений Викторович Кунин (на фото) на лекции в Новосибирском государственном университете в рамках EUREKA!FEST-2016.

Технология основана на открытой недавно способности некоторых бактерий использовать кусочки собственной ДНК, чтобы находить проникший в нее вирус. У этих микроорганизмов в геноме есть что-то вроде пополняемой базы данных фрагментов вирусных последовательностей. На ее основе построена так называемая направляющая РНК, она сравнивает последовательности нуклеотидов с описанием «преступника», и когда они совпадают, направляет в данное место белок Cas9, который режет там ДНК на части, спасая бактерию от инфекции и гибели. Происходит изменение генома, делающее организм и его потомков адаптивными к тому или иному фактору среды. Пути эволюции этого механизма удивительны — оказывается, он возник из тех самых мобильных генетических элементов, с которыми призван бороться.

Из бактериального оружия против вирусов ученые создали инструмент для изменения геномов. Вместо РНК-гида, наводящего Cas9 на место обнаружения вируса, было предложено использовать РНК, показывающую ферментам, в каком месте нужно резать хромосому в клетке организма, где CRISPR/Cas9 системы никогда не было. Для того чтобы залатать образовавшуюся «брешь», на помощь приходят собственные системы клеток — специальные ферменты «видят» разрыв в цепи ДНК и буквально «заштопывают» его, беря за образец ген из другой хромосомы.

«Так как система CRISPR-Cas узнает уникальную последовательность и режет ДНК в строго определенном месте, она представляет собой незаменимый инструмент геномной инженерии, — отмечает исследователь. — Она может выступать в качестве своеобразного «хирурга» для ДНК. Ничего подобного раньше молекулярные биологи делать не умели».

«Как инструмент для видового редактирования эта технология — вещь если не идеальная, то близка к тому. Я думаю, что в ближайшее время предстоит очень много открытий в наших представлениях о том, чем могут быть биологические организмы», — говорит заведующий лабораторией геномной и белковой инженерии Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, руководитель направления синтетической биологии НГУ доктор биологических наук Дмитрий Олегович Жарков.

Исследователи отмечают: прежде всего, прорыва стоит ждать в редактировании генома растений и животных для сельского хозяйства. «В этом плане технология CRISPR-Cas очень обнадеживает, тем более если учитывать наши сегодняшние реалии, а именно — запрет использования ГМО в России. Пока редактирование генома при помощи CRISPR-Cas не попадает под действие этого закона, что очень приятно. Сейчас разрабатывается достаточно много проектов по ее применению в данной области, — говорит директор Института живых систем Балтийского федерального университета им. И. Канта кандидат биологических наук Максим Владимирович Патрушев. — Использовать CRISPR-Cas довольно легко, если у вас есть навык лабораторной работы: купил набор, покапал, получил результат. Проблема пока в том, что все имеющиеся подобные технологии запатентованы. Чтобы обходить подобные затруднения, нужны новые решения. Я думаю, в скором времени появятся исследовательские группы, которые их будут разрабатывать».

Такого страха, как перед ГМО, по отношению к CRISPR-Cas среди обывателей пока не наблюдается. Максим Патрушев связывает это с тем, что технология еще не успела затронуть коммерческие интересы крупных компаний.

Однако к излишне оптимистичным прогнозам будущего таких систем в редактировании генома человека ученые относятся сдержанно. Объявлять технологию CRISPR-Cas панацеей от всех болезней, по их мнению, пока точно не стоит. «Среди технологических оптимистов есть очень много рассуждений, что мы уже близки к тому, чтобы вносить изменения в геном человека для выращивания «нужных людей». Тут я испытываю сильный скептицизм. Уровень знаний о конкретных молекулярно-генетических механизмах работы нашей ДНК, связанных с поведением, на сегодняшний день невысок. И, учитывая сложность вклада генов в такие признаки, как, например, интеллект, я бы в ближайшие 50 лет не ждал никаких серьезных открытий с точки зрения редактирования генома», — заметил научный сотрудник лаборатории возрастной психогенетики Психологического института им. Л.Г. Щукиной РАО Илья Михайлович Захаров.

«Мы пока вообще очень мало понимаем в том, как одно изменение, внесенное в геном человека, в конечном итоге отзовется на всей совокупности признаков, для него характерных. В ближайшие полвека, может быть, не стоит ждать прорыва в выведении «супергениев», но, возможно, некоторые болезни будут ликвидированы как класс. А в животноводстве и растениеводстве, я думаю, уже в ближайшие годы мы увидим результаты введения этих новых технологий», — комментирует Дмитрий Жарков.

Отдельного внимания заслуживает этический вопрос. Уже в прошлом году технологию CRISPR-Cas использовали для редактирования ДНК ранних эмбрионов человека (для этого специально были взяты эмбрионы с серьезными хромосомными нарушениями, которые в ребенка развиться не могли). Если в дальнейшем будет разрешено ее применение на людях, мы напрямую будем вмешиваться в формирование популяционного генетического фонда, то есть возьмем на себя роль эволюции. Готовы ли мы к такой ответственности? К каким последствиям это приведет?

Как заметил Илья Захаров, предугадать ответ здесь невозможно, ведь для чистоты эксперимента нам бы пришлось изучить два человечества — то, которое это делает, и то, которое нет. Одно пока известно: редактировать ДНК эмбриона гораздо проще и эффективнее, чем геном взрослой особи, поскольку, чем меньше клеток, тем проще сделать замену, чтобы она потом распространилась по всему организму. Сделать это во всех «взрослых» дифференцирующихся клетках уже намного сложнее (особенно учитывая, что мы пока не знаем полностью тонкостей и механизмов их работы и взаимодействия).

Дмитрий Жарков заметил, что на сегодняшний день существует не так много технологий, которые бы были созданы, а потом не использовались по этическим причинам. Ученые уверены: как только людям будет выгодно применять CRISPR-Cas, как только они научатся побеждать с ее помощью конкретные заболевания, вопросы по этике не будут такими острыми. «Много людей можно будет спасти, а с последствиями мы как-нибудь разберемся», — улыбается Илья.

Диана Хомякова

www.sbras.info/articles/opinion/genom-pod-skalpelem-bakterii

Другие статьи на тему

Человек и общество

Идёт большая вода

199 0

"Навигатор" № 16 (1438) от 26.04.24

Человек и общество

Планы на лето: работы много

227 1

"Навигатор" № 16 (1438) от 26.04.24

Человек и общество

Для полноты жизни

174 0

"Навигатор" № 16 (1438) от 26.04.24

Человек и общество

65 лет спасают от огня

214 0

"Навигатор" № 16 (1438) от 26.04.24

Человек и общество

Праздник весны и созидания

193 0

"Навигатор" № 16 (1438) от 26.04.24

Человек и общество

С Первомаем!

175 0

"Навигатор" № 16 (1438) от 26.04.24

Популярное

Юридическая информация

Правила подачи объявления на сайт

Условия подачи объявления:

Внимание, объявления модерируются. Это значит, что объявления будут опубликованы после проверки модератором.
1. Подать объявление может только зарегистрированный пользователь
2. Каждый пользователь может подать 15 бесплатных объявлений в месяц. Если Вы исчерпали свой лимит, то Вы можете подать дополнительное объявление за 10 руб.
3. Объявление должно соответствовать Правилам размещения, в другом случае Ваше объявление будет удалено модератором.

Правила размещения:

1. Размещение контактной информации в поле «Описание» запрещено.
2. Ваше рекламное объявление по своему содержанию должно соответствовать действующим законам РФ и этическим принципам нашего Издания.
3. Нельзя размещать информацию об услугах интимного характера: услугах, связанных с оккультизмом, магией, гаданием; информацию, которая может ввести читателей в заблуждение и стать причиной финансового или материального ущерба; информацию о деятельности, способной причинить вред физическому и психическому здоровью граждан.
4. Не должны нарушаться интеллектуальные права третьих лиц (чужие фото и т.д.). Фото и ссылки на видео не должны содержать сцен насилия, несчастных случаев, катастроф, грубого обращения с животными, приема и/или изготовления наркотических средств, изготовления взрывчатых веществ и пр.

В случае нарушения правил:

1. Редакция оставляет за собой право удалять объявления, поданые с нарушением правил.
2. Если объявление было размещено с помощью платных услуг — деньги не возвращаются.

Правила подачи комментариев

Контакты, реквизиты

Платные услуги

Оплата

Уважаемый клиент!

Вы можете оплатить свой заказ онлайн с помощью банковской карты через платежный сервис компании Onpay. После подтверждения заказа Вы будете перенаправлены на защищенную платежную страницу Onpay, где необходимо будет ввести данные для оплаты заказа. После успешной оплаты на указанную в форме оплаты электронную почту будет направлен электронный чек с информацией о заказе и данными по произведенной оплате.

Гарантии безопасности

Безопасность процессинга Onpay подтверждена сертификатом стандарта безопасности данных индустрии платежных карт PCI DSS. Надежность сервиса обеспечивается интеллектуальной системой мониторинга мошеннических операций, а также применением 3D Secure - современной технологией безопасности интернет-платежей.
Данные Вашей карты вводятся на специальной защищенной платежной странице. Передача информации в компанию Onpay происходит с применением технологии шифрования TLS. Дальнейшая передача информации осуществляется по закрытым банковским каналам, имеющим наивысший уровень надежности.
Onpay не передает данные Вашей карты магазину и иным третьим лицам!
Если Ваша карта поддерживает технологию 3D Secure, для осуществления платежа, Вам необходимо будет пройти дополнительную проверку пользователя в банке-эмитенте (банк, который выпустил Вашу карту). Для этого Вы будете направлены на страницу банка, выдавшего карту. Вид проверки зависит от банка. Как правило, это дополнительный пароль, который отправляется в SMS, карта переменных кодов, либо другие способы.

Возврат

ПУБЛИЧНАЯ ОФЕРТА

Публичный договор-оферта
на оказание платных услуг сайта navigato.ru

1. Настоящий документ является Публичной офертой - официальным договором на оказание платных услуг сайта navigato.ru в дальнейшем - Исполнитель и содержит все условия предоставления услуг.
2. В соответствии с п.2 статьи 437 ГК РФ, в случае принятия изложенных ниже условий и расценок на размещение платных объявлений юридическое или физическое лицо, производящее акцепт настоящей оферты, именуется Заказчиком (п.3 статьи 437 ГК РФ - акцепт оферты равносилен заключению договора, на условиях, изложенных в оферте ). Заказчик и Исполнитель вместе именуются Сторонами настоящего договора.
3. Внимательно прочтите материалы договора публичной оферты, ознакомьтесь с правилами подачи объявления и платными услугами. В случае несогласия с условиями договора или одного из пунктов, Исполнитель предлагает Вам отказаться от использования платных услуг сайта navigato.ru.
4. Оферта - официальный публичный документ по оказанию платных услуг сайта navigato.ru , опубликованный по адресу http://navigato.ru/ (Юридическая информация).
5. Акцепт оферты - полное принятие Заказчиком условий настоящего договора путём оплаты услуг сайта navigato.ru , акцепт оферты создаёт договор оферты.
6. Заказчик - юридическое или физическое лицо, осуществившее акцепт оферты, и являющееся Заказчиком платных услуг Исполнителя по договору оферты.
7. Договор оферты - договор между Исполнителем и Заказчиком на оказание платных услуг, заключённый посредством акцепта оферты.
8. Оказание Заказчику платных услуг на условиях договора является предметом настоящей оферты. Перечень платных услуг и расценки приведены ниже, и являются неотъемлемой частью настоящего договора.
9. Исполнитель имеет право в любой момент изменить условия настоящего договора и расценки на платные услуги без предварительного согласования с Заказчиком, обязуясь опубликовать изменения по адресу http://navigato.ru/ (Юридическая информация) не менее чем за один день до вступления изменений в силу.
10. Платные услуги доски объявлений предоставляются в полном объёме при условии 100% оплаты Заказчиком.
11. Ознакомившись с платными услугами и правилами подачи объявления создаёт объявление и оплачивает услугу через один из доступных на сайте платёжных сервисов.
12. После проведения Заказчиком оплаты выбранных услуг и перечисления денежных средств на счёт Исполнителя, договор оферты вступает в силу.
13. Исполнитель обеспечивает предоставление консультационных услуг Заказчику по выбранной им платной услуге.
14. Услуги считаются оказанными в полном объеме, если в течение 12 часов после оплаты услуги Заказчиком не выслан мотивированный отказ от услуги на e-mail Исполнителя.
15. По письменному требованию Заказчика Исполнитель может распечатать договор оферту с подписями Сторон, который будет представлять юридическую силу, равную юридической силе настоящего договора.
16. Исполнитель делает всё возможное для бесперебойного предоставления Заказчику оплаченных услуг в полном объеме.
17. Исполнитель не несёт ответственности за неисполнение оплаченных услуг, в случае если нарушение договора оферты вызвано не зависящими от него обстоятельствами непреодолимой силы - наводнением, землетрясением, действиями властей, отсутствием электроэнергии, сбоями в сети интернет, общественными беспорядками, другими стихийными бедствиями и прочими обстоятельствами, неподконтрольными Исполнителю, которые могут помешать исполнению условий настоящего договора оферты.
18. В случае невозможности исполнения условий договора оферты, Исполнитель обязуется произвести возврат денежных средств, оплаченных Заказчиком за выполнение услуги. В других случаях возврат денег не производится.
19. За невыполнение обязательств настоящего договора оферты Стороны несут ответственность в соответствии с законодательством Российской Федерации. Договор вступает в силу с момента акцепта оферты и действует до выполнения Сторонами своих обязательств. Спорные вопросы решаются путём переговоров Сторон.