Генная инженерия многим кажется чем-то вроде черной магии нашего времени

GEOНаука

Наука

Страсти по ГМО

Проект «Короче, Википедия» дает такое остроумное определение генетически модифицированным организмам (ГМО): «Генное оружие, успешно использующееся для сокращения численности населения Земли с четырех до семи миллиардов человек». Как ученым удается претворять в жизнь столь «коварный» план? И какие именно проблемы позволяет решать генная инженерия?

Фото: Александр Панчин
Иллюстрации: Юлия Белова

Весьма вероятно, что среди ваших знакомых есть те, кто страдает от диабета. Так вот: практически весь инсулин, который используют диабетики, производится сегодня с помощью генетически модифицированных микроорганизмов, несущих некоторые человеческие гены. Раньше медикам приходилось использовать инсулин животного происхождения. Но он отличается от человеческого и его дорого производить. Теперь эти проблемы решены. Есть и другие лекарства, которые производят генетически модифицированные организмы: гормоны, вакцины, ферменты, антитела, факторы свертывания крови, внутренний фактор, помогающий переводить неактивную форму витамина B12, поступающую с пищей, в активную, которую легко усвоить, и многое другое. Кроме того генная инженерия открывает новые возможности лечения некоторых наследственных заболеваний, которые ранее считались неизлечимыми. Увы, синдром Дауна ученым пока не по плечу, но, например, гемофилия — другой случай. Болезнь возникает из-за нехватки фактора свертывания крови, который в норме производится в печени. Из-за генетической поломки синтез фактора нарушен. К счастью, для того чтобы помочь пациенту, нам не нужно менять ДНК в каждой из триллионов его клеток. Достаточно починить клетки печени — гепатоциты. Но как доставить в них недостающий ген?

Для этого используются уже «придуманные» природой вирусы, целенаправленно проникающие в гепатоциты. От вирусов оставляют их оболочку — именно она отвечает за избирательное попадание в нужные клетки. Гены вирусов, являющиеся причиной их болезнетворности, ученые заменяют на последовательности ДНК, отвечающие за синтез фактора свертывания крови. Многим пациентам такая генная терапия уже помогла. Это не полное исцеление, но симптомы болезни уменьшаются. Фактор свертывания появляется в крови.

А не превратятся ли генетически модифицированные растения в кровожадных монстров? Большинство страхов перед ГМО поражает своей иррациональностью

Еще один пример — лечение рака крови. Недавно управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов в США разрешило генную терапию лейкемии. Раковые клетки — это мутанты, которые в силу поломок ДНК слишком активно делятся и потому угрожают здоровью человека. Поскольку эти клетки отличаются от обычных, иммунная система нередко их распознает как чужеродные объекты и уничтожает. Но иногда у клеток иммунной системы нет подходящих рецепторов. Мутантные клетки продолжают жить, размножаться, эволюционировать — это и ведет к развитию тяжелых онкологических заболеваний. Теперь у пациента берут клетки иммунной системы, помещают в пробирку, снабжают их (с помощью вирусов) генами, кодирующими недостающие рецепторы, и возвращают обратно в кровь больному. Такая генетически модифицированная клетка иммунной системы может распознать раковую клетку, начинает делиться и бороться с болезнью. В США открываются первые клиники, где будет применяться такой подход.

И еще одна история из области медицины. В этом году американские ученые показали, как можно избавлять человеческие эмбрионы от мутации, ведущей к врожденному пороку сердца. Для этого используется технология редактирования ДНК, которую позаимствовали у бактерий. Дело в том, что бактерии — искусные генные инженеры. Они умеют встраивать в свою кольцевую хромосому маленькие кусочки вирусной ДНК, чтобы потом распознавать полноразмерные вирусные гены и разрезать их с помощью специального белка. Именно этот белок и позаимствовали ученые. Они узнали, как «нацеливать» его на практически любые последовательности ДНК, которые нужно разрезать или изменить. В итоге удалось исправить в клетках неработающие копии генов, заменив их на исправные. Пока еще никто не создает генетически модифицированных людей (технологию нужно тестировать), но уже ясно, что это лишь вопрос времени. Причем в будущем можно будет не только побороть любые известные наследственные заболевания, но и сделать людей устойчивыми от рождения ко многим вирусам, подарив им упомянутый бактериальный противовирусный иммунитет.

Второе важнейшее прикладное направление генной инженерии наряду с медициной — сельское хозяйство. Гены существуют у всех живых организмов. И эти гены меняются как в результате случайных мутаций и последующего естественного отбора, так и при селекции — основном методе выведения новых сортов растений или пород животных. Иными словами, нет ничего принципиально нового в том, чтобы менять чьи-то гены.

Кстати, многие инструменты для редактирования генов ученые позаимствовали у природы. Например, в почве живут агробактерии — природные генные инженеры. Они умеют переносить часть своего наследственного материала в клетки растений. Так они заставляют эти клетки делиться и производить нужные бактериям питательные вещества. Переносимый наследственный материал расположен у агробактерий на особых кольцевых молекулах ДНК — плазмидах.

Бактерии сравнительно легко «проглатывают» плазмиды из окружающей среды и часто обмениваются ими. Воспользовавшись этим свойством, ученые подменяют их оригинальные плазмиды на специально сконструированные в лаборатории. Новые плазмиды похожи на старые, но уже не содержат генов, которые бактерии обычно переносят в растения. Теперь на их месте расположены гены, которые нужны людям, — они делают растение более устойчивым к вредителям или засухе, повышают содержание питательных веществ. Клетки растений, несущие такие вставки, отбираютcя и из них вегетативным путем выращивают полноценные генетически модифицированные растения.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Глобальный Рейх Глобальный Рейх

Что, если бы страны «оси» победили во Второй мировой войне

Naked Science
7 мифов про электромобили 7 мифов про электромобили

Мы проверили семь самых популярных мифов про электрокары

CHIP
Таблетка с чипом Таблетка с чипом

С января будущего года в нашей стране вводится обязательная маркировка лекарств

Лиза
10 самых запомнившихся фотографий от зонда 10 самых запомнившихся фотографий от зонда

Удивительные снимки Сатурна и его спутников

National Geographic
Воссоздание небыли Воссоздание небыли

Смольному собору грозит колокольня

Огонёк
Необычная охота пингвинов Необычная охота пингвинов

Ученые обнаружили новое блюдо в рационе пингвинов: медуз

National Geographic
Сергей Македонский Сергей Македонский

Как букмекер из Ростова стал самым богатым человеком балканской страны

РБК
Хватает ли ребенку грудного молока? Хватает ли ребенку грудного молока?

Как понять, что малыш не наедается грудным молоком?

9 месяцев
Зрелость VS Молодость. Кто кого? Зрелость VS Молодость. Кто кого?

Оставаться молодой в душе – это прекрасно! Но ведь еще лучше, когда на твою фигуру, походку по-прежнему обращают внимание независимо от возраста. На первый взгляд, это не так-то просто, даже кажется, что и пытаться не стоит: время все равно возьмет свое. На самом деле многое зависит от вашего внутреннего настроя и правильных привычек.

Psychologies
Гру­ше­вид­ная огранка Гру­ше­вид­ная огранка

Оля от­кры­ла вме­сте со све­кро­вью бок­сер­ский фит­нес-клуб в Лон­до­не

Tatler
Про уродов и людей Про уродов и людей

Если дети на улице при виде вас начинают рыдать, не отчаивайтесь!

GQ
Лик коммунизма Лик коммунизма

Кто стоит за убийством родственников лидера КНДР Ким Чен Ына

Esquire
Шварценеггеру – семьдесят! Шварценеггеру – семьдесят!

Поднимаем бокал за Железного Арни

Игромания
Франкфурт-2017 Франкфурт-2017

Основная масса новинок Франкфуртского автосалона – электромобили и кроссоверы

АвтоМир
Красная книга улицы Мира Красная книга улицы Мира

Рассказ о том, как сохранить всех людей на земле

СНОБ
Генсек-денди Генсек-денди

Фрагменты книги Анастасии Юшковой «Александр Игманд: "Я одевал Брежнева..."»

The Rake
Правила жизни Сергея Бодрова младшего Правила жизни Сергея Бодрова младшего

Правила жизни Сергея Бодрова младшего

Esquire
Сколько ураганов может возникнуть одновременно на одной территории? Сколько ураганов может возникнуть одновременно на одной территории?

Какое количество ураганов может существовать на ограниченной территории?

National Geographic
Дженнифер Лоуренс: “Это было страшное унижение, я рыдала” Дженнифер Лоуренс: “Это было страшное унижение, я рыдала”

Дженнифер Лоуренс – обычная девушка поколения Z

Psychologies
Беременность и интернет Беременность и интернет

Плюсы и минусы Всемирной паутины

9 месяцев
Как остаться верным Windows 7 Как остаться верным Windows 7

Компания Microsoft отправила полюбившуюся многим «семерку» в отставку

CHIP
Атака зомби Атака зомби

Язык, как заметил один профессор, — дом бытия

СНОБ
Цыганское счастье Цыганское счастье

Цыгане во всех странах всегда были скитальцами и изгоями

National Geographic
Регина Тодоренко: Путешествие – это маленькая жизнь Регина Тодоренко: Путешествие – это маленькая жизнь

Регина рассказала, кем хотела стать в детстве и чему ее научили путешествия

Лиза
10 хитростей, чтобы взбодриться осенью 10 хитростей, чтобы взбодриться осенью

Меньше тепла и солнца, больше стресса. Осенью падает не только температура и листья с деревьев, но и наш жизненный тонус. Журналист и писатель Изабель Артюс делится способами, как не дать ему снизиться до нулевой отметки.

Psychologies
Хлеб, козёл и капуста Хлеб, козёл и капуста

Самые странные игровые симуляторы

Игромания
Можно моложе Можно моложе

Что такое контурная пластика и как она работает

Домашний Очаг
Недетский выбор Недетский выбор

Какое детское кресло самое правильное?

АвтоМир
Porsche Panamera Sport Turismo Porsche Panamera Sport Turismo

Немецкий универсал а-ля shooting brake готов впечатлять водителей и пассажиров

Quattroruote
День учителя День учителя

Алексей Учитель о фото с Натальей Поклонской и о страхе встретить Милонова

Esquire
Открыть в приложении