Страсти по ГМО

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 и читайте статьи из популярных журналов

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Сделано вручную Сделано вручную

Подвижная кисть подарила людям возможность проявлять любовь разными способами

GEO, июль'18
Пора меняться! Пора меняться!

Какие тренды в макияже стоит забыть, а какие – срочно взять на вооружение?

Cosmopolitan, август'19
Попа­ли в сердце Попа­ли в сердце

Александр Яценко и Ирина Горбачева о фильме «Арит­мия»

Glamour, октябрь'17
Домоседы и непоседы Домоседы и непоседы

Как ужиться вместе, если интересы супругов не совпадают?

Лиза, сентябрь'17
Алексей Учитель Алексей Учитель

Интервью с режиссером самого скандального фильма этого года «Матильда»

L’Officiel, октябрь'17
Toyota Prius Toyota Prius

Prius интересен широкой аудитории. Однако для многих новый непозволительно дорог

АвтоМир, сентябрь'17
Мартин Скорсезе Мартин Скорсезе

Великий режиссер о мафии, вере и чувстве юмора

Playboy, сентябрь'17
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, сентябрь'17
Алена Хмельницкая: «Английскую няню ребенку нужно брать как можно раньше» Алена Хмельницкая: «Английскую няню ребенку нужно брать как можно раньше»

Можно ли вырастить ребенка-билингва в русскоязычной семье? Своим опытом делится актриса Алена Хмельницкая.

Psychologies, сентябрь'17
Великий неудачник Великий неудачник

Черчилль терпел поражения чаще, чем одерживал победы

Дилетант, сентябрь'17
Жизнь без дублей Жизнь без дублей

Интервью с Лаймой Вайкуле, которая не боится перемен

GALA Биография, октябрь'17
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, сентябрь'17
Квартал желаний Квартал желаний

Архитектор Эрик Оуэн Мосс — упрямый оптимист, перфекционист и мечтатель

AD, октябрь'17
Воины спешат на помощь Воины спешат на помощь

Представители разных народов объединились ради спасения осиротевших слонят

National Geographic, сентябрь'17
Как остаться верным Windows 7 Как остаться верным Windows 7

Компания Microsoft отправила полюбившуюся многим «семерку» в отставку

CHIP, октябрь'17
Будет как маяк Будет как маяк

Юрий Колокольников сыграл самую сложную роль в карьере — Владимира Маяковского

Vogue, октябрь'17
Шварценеггеру – семьдесят! Шварценеггеру – семьдесят!

Поднимаем бокал за Железного Арни

Игромания, сентябрь'17
Валдис Пельш:  Рассказывать истории – это мое! Валдис Пельш:  Рассказывать истории – это мое!

О первом парашютном прыжке и о том, чем ему помогает философское образование

Лиза, сентябрь'17
Intel Inside Intel Inside

Крупнейший производитель процессоров готовит атаку на автономное вождение

Quattroruote, октябрь'17
Робби Уильямс: Веселиться вы умеете! Робби Уильямс: Веселиться вы умеете!

О России, диете и секрете счастливого брака

Лиза, сентябрь'17
Рожденный всплывать Рожденный всплывать

Чарльз Лайтоллер – почти мифический мореплаватель и искатель приключений

Maxim, октябрь'17
Знак времени Знак времени

Как стать Принсом

GQ, сентябрь'17
Выберите себе мужчину Выберите себе мужчину

Коуч Алексей Ситников учит читательниц «Татлера» оценивать кандидатов

Tatler, сентябрь'17
Это шантаж! Это шантаж!

Когда эмоциональным шантажом занимаются те, кто нам близок и дорог

Elle, сентябрь'17
Land Rover Discovery Land Rover Discovery

Просторный салон, универсальность и способность проехать где угодно

Quattroruote, сентябрь'17
Мой муж оказался геем Мой муж оказался геем

Наша героиня ни о чем не подозревала и до последнего не могла поверить

Cosmopolitan, сентябрь'17
Александр Ревва: Теперь я знаю о женщинах все!!! Александр Ревва: Теперь я знаю о женщинах все!!!

О том, кто на самом деле скрываетcя под маской секс-символа Артура Пирожкова

Лиза, август'17
Клиповое создание Клиповое создание

Рэпер Фараон рассказал Сергею Минаеву о Курте Кобейне и трудностях взросления

Esquire, сентябрь'17
Мудрая женщина в безумном мире Мудрая женщина в безумном мире

Интервью с преподавателем йоги, мастером аюрведы и писательницей Кэйти Силкокс

Yoga Journal, сентябрь'17
Nissan Terrano – Chery Tiggo 3 Nissan Terrano – Chery Tiggo 3

Принципиальная идея одна: недорогой кроссовер и две педали при нем

АвтоМир, август'17