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

ЧВК «Рюрик» ЧВК «Рюрик»

Около 838 года в поле зрения Византии попали люди, называвших себя русами

Дилетант
7 опасных привычек водителя, от которых надо избавляться, пока не поздно 7 опасных привычек водителя, от которых надо избавляться, пока не поздно

Перечисляем неочевидные моменты, которых стоит категорически избегать за рулем

Maxim
Ужасная красавица Ужасная красавица

Плотный облачный покров долго скрывал от людей настоящий характер этой планеты

ТехИнсайдер
Сергей Шумский: «У роботов не будет инстинкта власти, как у человека» Сергей Шумский: «У роботов не будет инстинкта власти, как у человека»

Минувший год имеет шансы войти в историю как время взрывного роста нейросетей

РБК
Меняю автомат на беспилотник Меняю автомат на беспилотник

Первое боестолкновение, где решающую роль сыграли беспилотные дроны

Популярная механика
«Стеклянный небосвод: Как женщины Гарвардской обсерватории измерили звезды» «Стеклянный небосвод: Как женщины Гарвардской обсерватории измерили звезды»

Как фотопластинка впервые помогла открыть новую звезду

N+1
«Слово фюрера в каждый дом» «Слово фюрера в каждый дом»

Главным орудием нацистской пропаганды в Третьем рейхе было радио

Дилетант
Чем заменить куриные яйца в разных блюдах? Чем заменить куриные яйца в разных блюдах?

Если дома нет куриных яиц — это не повод отказываться от выпечки или сырников

Maxim
Крадущийся тигр, возбудившийся дракон Крадущийся тигр, возбудившийся дракон

Рассказываем, какую роль играет секс в Японии и Китае

СНОБ
Не наркотик, или листья растения кока Не наркотик, или листья растения кока

Кока – страшный враг человека или друг и помощник?

Зеркало Мира
Пореволюционная судьба чеховских типажей в повести «Степь» Пореволюционная судьба чеховских типажей в повести «Степь»

Срез русской жизни и движение судеб в повести-путешествии «Степь» А. П. Чехова

Знание – сила
Выйти из «зловещей долины» Выйти из «зловещей долины»

Что такое ИИ-тревожность и как с ней справляться

РБК
«Необъятный мир: Как животные ощущают скрытую от нас реальность» «Необъятный мир: Как животные ощущают скрытую от нас реальность»

Головастики лягушек спасаются из икринок, улавливая присутствие хищника

N+1
Переводя стрелки: страны с необычными часовыми поясами Переводя стрелки: страны с необычными часовыми поясами

Оказавшись в одной из этих стран, не забудьте внимательно перевести часы

ТехИнсайдер
Европа призвала Африку к декарбонизации Европа призвала Африку к декарбонизации

Ежегодные конференции ООН по климату официально называются конференциями сторон

Монокль
Блиц-интервью с Антоном Чижом Блиц-интервью с Антоном Чижом

Писатель детективов Антон Чиж рассказал нам о своих источниках вдохновения

Лиза
Умный дом: как российские технологии преображают жилище Умный дом: как российские технологии преображают жилище

Чем хороши умные дома по-русски

ФедералПресс
Полная гармония Полная гармония

Квартира с яркими цветовыми сочетаниями и оригинальными дизайнерскими приемами

Идеи Вашего Дома
«Оставь мир позади»: как фильмы про апокалипсис перешли от метеоритов к психологии «Оставь мир позади»: как фильмы про апокалипсис перешли от метеоритов к психологии

Как менялся жанр фильмов о конце света на примере лучших релизов последних лет

Forbes
Ночь в музее, «комната Афродиты» и «зона похоти»: самые роскошные новогодние корпоративы в истории Ночь в музее, «комната Афродиты» и «зона похоти»: самые роскошные новогодние корпоративы в истории

Самые необычные новогодние вечеринки — как зарубежные, так и российские

Правила жизни
Когда модель превзойдет алгоритмы Когда модель превзойдет алгоритмы

О том, как модели искусственного интеллекта «выходят за флажки»

Монокль
Все только по делу Все только по делу

Какой Chery выбрать для бизнеса

Автопилот
Человек, который по ночам сочиняет музыку Человек, который по ночам сочиняет музыку

Возможно ли больше 30 лет провести в шоу-бизнесе, не заигрывая с низким вкусом?

СНОБ
Духи, шаманы и амулеты: любопытные факты о мифологии северных народов России Духи, шаманы и амулеты: любопытные факты о мифологии северных народов России

Боги-демиурги, злые духи, почитаемые животные: мифология Севера России

ТехИнсайдер
Цена личного выбора: фрагмент из книги «Толпа» Эмили Эдвардс Цена личного выбора: фрагмент из книги «Толпа» Эмили Эдвардс

Отрывок из романа о цене личного выбора «Толпа»

СНОБ
Александр Крайнов: «Нейросеть не заменит людей в общении, размышлении и умении договариваться» Александр Крайнов: «Нейросеть не заменит людей в общении, размышлении и умении договариваться»

Как нейросети повлияют на профессии и когда они станут привычным инструментом

РБК
Планетам земной группы разрешили формироваться в сильно облученных протопланетных дисках Планетам земной группы разрешили формироваться в сильно облученных протопланетных дисках

Как может протекать процесс формирования планет земной группы

N+1
Токсичная родня Токсичная родня

Как распознать токсичных родственников и что с ними делать

Лиза
Все на подъеме Все на подъеме

Самые выгодные инвестиции 2023 года

Деньги
Как продвигать товары внутри маркетплейсов: инструкция для начинающих селлеров Как продвигать товары внутри маркетплейсов: инструкция для начинающих селлеров

Как начинающим предпринимателям продвигать свои товары и какие инструменты есть

Inc.
Открыть в приложении