Генетики уже несколько лет умеют редактировать поломки в ДНК

НаукаНаука

Кто починит ДНК — перевернет мир

Мария Роговая

Задача геномной медицины — найти и исправить опечатки в геноме. Фото: Dreamstime / Photoxpress.ru

Генетики уже несколько лет умеют редактировать поломки в ДНК. Именно поломки служат причиной всех заболеваний и даже процесса старения организма. Методы генной инженерии, успешно внедренные в практику, внушили мировому научному сообществу огромный оптимизм. За технологию редактирования генома в 2020 году была присвоена Нобелевская премия. Что сегодня говорят об этой уникальной технологии будущего ведущие ученые в этой области?

В любой живой клетке есть ДНК с одинаковым кодом для одного организма. Клетки в организме меняются, а ДНК постоянно копируется, и последовательность букв в геноме должна оставаться неизменной, чтобы вся живая система, например человек, продолжала существовать. Но копирование последовательностей 3 млрд букв примерно в 10 трлн клеток человеческого организма не может происходить без ошибок.

В клетках работают системы, состоящие из белков, которые исправляют ошибки и повреждения в ДНК, сохраняя, таким образом, стабильность генома. В каждой клетке нашего организма всего за одни сутки механизмы репарации ДНК успешно исправляют до миллиона повреждений ДНК. Но, к сожалению, достаточно лишь одной неисправленной ошибки, которая пойдет «в тираж», чтобы положить начало серьезному заболеванию. Вот почему ключевая тема биомедицины во всем мире — это механизмы репарации ДНК и их регуляция, повышающие точность и эффективность их работы.

Репарация клеточной ДНК в организме происходит постоянно. Но что можно сделать, если что-то вдруг пошло не по сценарию? Этим вопросом генетики разных стран задаются не одно десятилетие. Найти и поправить опечатки в геноме оказалось не так просто

Мечта о голом землекопе ДНК может повреждаться под воздействием радиации или УФ-облучения, а также под влиянием других оксидативных (окислительных) стрессов, например химических препаратов, инфекций, плохой экологии и других мутагенных факторов окружающей среды. В обмене веществ человека образуются свободные химически активные радикалы, которые также влияют на структуру ДНК. При этом образуются либо одинарные, либо двойные разрывы цепочки ДНК.

Но в любой живой клетке есть свои очень эффективные системы — белки и ферменты — для репарации (починки) ДНК, которые обнаруживают разрывы и сшивают концы ДНК. Когда ДНК повреждена, клеточный цикл останавливается и запускается система репарации. И в этот момент очень важно, чтобы при соединении концов не произошел сбой и в разрыв не было ошибочно вставлено нечто, отличающееся от правильной последовательности данного участка цепи.

Неправильная работа ДНК-полимераз считается наиболее частой причиной мутаций по сравнению с другими факторами. Если ошибку исправить не удается, включается программа уничтожения бракованной ДНК, чтобы она не могла копироваться и создавать испорченные копии, наличие которых может привести к онкологическим заболеваниям. Сейчас во всем мире очень активно изучается, какие именно ферменты и белковые факторы и узнают, и с большей активностью и эффективностью чинят какие-то типы разрывов цепи ДНК.

В Институте химической биологии и фундаментальной медицины (ИХБФМ) СО РАН в лаборатории биоорганической химии ферментов под руководством доктора биологических наук, заведующей лабораторией академика РАН Ольги Лаврик провели сравнение эффективности работы систем репарации в клетках голого землекопа и обычной мыши, и было установлено, что процессы репарации ДНК происходят эффективно у голого землекопа. Его продолжительность жизни составляет около 30 лет, а у его родственника обычной мыши — три года. Кроме того, ученые обнаружили, что голые землекопы практически не болеют онкозаболеваниями. Единственная причина их долголетия и здоровья — в отличной способности эффективно репарировать поврежденную ДНК. Если бы человек мог достигнуть таких способностей репарации, как у голого землекопа, он мог бы жить около восьмисот лет, подсчитали ученые.

Репарация клеточной ДНК в организме происходит постоянно. Но что можно сделать, если что-то вдруг пошло не по сценарию? Этим вопросом генетики разных стран задаются не одно десятилетие. Найти и поправить опечатки в геноме оказалось не так просто. Науке ХХI века до сих пор не хватает для этого нужных знаний механизмов. Методы генной инженерии запрещены в качестве терапии. Обнадеживающая технология направленного редактирования генома была заимствована у бактерий. Они использовали этот механизм для борьбы с вирусами.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Сахаров: портрет на фоне эпохи Сахаров: портрет на фоне эпохи

Что заставило академика Сахарова вступить в противостояние с политбюро и КГБ?

Дилетант
Эритрея: наследница древней цивилизации и детище итальянских колонизаторов Эритрея: наследница древней цивилизации и детище итальянских колонизаторов

Эритрея – неожиданная страна с необычной историей

Зеркало Мира
Ужасная красавица Ужасная красавица

Плотный облачный покров долго скрывал от людей настоящий характер этой планеты

ТехИнсайдер
Соль Лондона Соль Лондона

Несколько картинок из жизни безумной лондонской квартирки и ее хозяйки

Seasons of life
Чем полезны креветки: четыре свойства Чем полезны креветки: четыре свойства

Креветки — источник важных витаминов и минералов, но каких именно?

РБК
Появление олдованской культуры удревнили до 3,2-3 миллионов лет назад Появление олдованской культуры удревнили до 3,2-3 миллионов лет назад

Археологи определили, когда появилась олдованская культура

N+1
«Одним меньше стало» «Одним меньше стало»

Какую палитру мнений вызвала кончина главы советского правительства?

Дилетант
Офлайн — новый черный: почему брендам сегодня нужно общаться с клиентами вживую Офлайн — новый черный: почему брендам сегодня нужно общаться с клиентами вживую

Как и зачем компании развивают направление офлайн-активностей

Inc.
Бесконечно биться головой в закрытую дверь: как работают женщины-адвокаты в России Бесконечно биться головой в закрытую дверь: как работают женщины-адвокаты в России

Как не опускать руки, зная, что в России 99% приговоров — обвинительные

Forbes
«Современные фильмы страшно захламлены без всякого смысла» «Современные фильмы страшно захламлены без всякого смысла»

Елена Жукова о том, где и как живут герои в российском кино

Weekend
Любви конец: как понять, что отношения подошли к логическому завершению Любви конец: как понять, что отношения подошли к логическому завершению

Как понять, что союз на грани разрыва? И можно ли избежать такого конца?

Psychologies
Сердечные орешки! Сердечные орешки!

Как растут орешки кешью?

Наука и жизнь
Классика по-московски Классика по-московски

Спокойный, выдержанный, элегантный интерьер квартиры в центре Москвы

SALON-Interior
От Сервантеса до Эль Греко: каким был «золотой век» испанской культуры От Сервантеса до Эль Греко: каким был «золотой век» испанской культуры

Что такое «золотой век» испанской живописи

СНОБ
Разум толпы Разум толпы

Усредненный прогноз группы может быть более точным, чем суждения специалистов

ТехИнсайдер
Кокошник дамы червей Кокошник дамы червей

Как образ Великой княгини Ксении Александровны стал прототипом игральной карты

Seasons of life
Как есть больше белка: простые советы, которые помогут сделать питание полноценным, а тело - подтянутым Как есть больше белка: простые советы, которые помогут сделать питание полноценным, а тело - подтянутым

Как повысить потребление белка без резких перемен в меню

VOICE
Софт-минимализм Софт-минимализм

Квартира, которая подкупает своим спокойствием и простотой

Идеи Вашего Дома
Супрематизм сквозь время Супрематизм сквозь время

В1919 году антрополог Альфред Крёбер вывел закон цикличности моды

Дилетант
Корфы Корфы

Древний род Корфов оставил в российской истории заметный след

Дилетант
Удивительные шишки Удивительные шишки

У каких деревьев бывают шишки? И какие они?

Наука и жизнь
Попкорн, маринованные огурцы и хлопок: чем украшают новогоднюю елку в разных странах мира. Что только не вешают! Попкорн, маринованные огурцы и хлопок: чем украшают новогоднюю елку в разных странах мира. Что только не вешают!

В каждой стране мира за новогодним декором скрывается своя история

ТехИнсайдер
Пока все дома Пока все дома

Что стоит за страстью к порядку?

Лиза
Ферма будущего Ферма будущего

Как семейное увлечение мыловарением выросло в большой бренд

Seasons of life
«Уходи, Тейлор Свифт»: что нас бесило в музыке в 2023 году «Уходи, Тейлор Свифт»: что нас бесило в музыке в 2023 году

Музыка, которую с удовольствием можно оставить бы в 2023 году

Правила жизни
Что искали крестоносцы Что искали крестоносцы

Один из сложнейших символов христианской культуры — Святой Грааль

Зеркало Мира
Гиганты растительного мира Гиганты растительного мира

Эти деревья видели динозавров и смогли пережить ледниковый период

Зеркало Мира
Здравствуй, дерево! Здравствуй, дерево!

6 удивительных фактов из истории елки и игрушек

Лиза
Потребители поддержали мясные цены Потребители поддержали мясные цены

Увеличившийся спрос стал стабилизирующим фактором на рынке свинины и птицы

Агроинвестор
Головная боль Головная боль

Какой бывает головная боль и как с ней справиться?

Здоровье
Открыть в приложении