Современная наука стремительно развивается, добавляя с каждым годом все новые и новые методы исследования и лечения различных заболеваний. Сегодня ученые пытаются помочь нам бороться с инфекциями посредством генетической модификации.
Не так давно лаборатории практически всего мира начали внедрять новые генетические технологии, помогающие производить изменения в ДНК. Причем эта методика позволяет работать не только с генетическим материалом бактерий, растений и животных, но и с клетками человека. По сравнению со всем, что было раньше, генная инженерия позволяет проще и быстрее изменять геном.
Роман Иванов, медицинский эксперт лаборатории «Гемотест», рассказал доктору Петру о новом методе генной инженерии и перспективах его использования».
Роман Иванов
Дерматовенерология
Врач-дерматовенеролог, медицинский эксперт лаборатории «Гемотест», член Европейского общества детской дерматологии
Много букв в названии, но суть проста
Полностью этот метод называется системой CRISPR/Cas. Ее разработка и внедрение на практике позволяют проводить как фундаментальные исследования уже известных патологий, так и в будущем пытаться лечить патологии, спровоцированные различными вирусами.
По мнению исследователей, если эта технология будет развиваться, она может в ближайшем будущем помочь создать стойкий иммунитет против многих вирусных инфекций, которые потенциально смертельны или имеют серьезные последствия.
Что это за буквы?
Аббревиатура CRISPR (произносится как «четкий») впервые появилась в 1980-х годах. Испанский молекулярный биолог Франсиско Мохика изучал бактерии, живущие в соленой воде, и увидел в их ДНК странные последовательности, которые повторялись много раз. В то время было невозможно понять, зачем нужны такие структуры. Их назвали CRISPR – Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Повторы).
Затем ученые обнаружили точно такие же области — CRISPR — внутри вирусов, которые заражают и убивают бактерии. То есть бактерии хранили внутри себя «кусочки врагов» — части своей ДНК. И у учёных есть ключевая догадка: такую «коллекцию» бактерии собирают, чтобы запомнить атаковавшие их вирусы и сформировать против них иммунитет.
Как работает эта «коллекция» из генов
В общем и упрощенном виде это работает так. Если вирус пытается захватить бактерию, он сравнивает ДНК вируса с экспонатом из «коллекции». Если это совпадение, значит, вирус опасен, потому что он уже однажды атаковал.
Поэтому такой вирус необходимо уничтожить как можно быстрее, прежде чем он убьет саму бактерию. Для защиты от агрессии бактерия начинает вырабатывать специальный белок Cas9, который разрезает вирусную ДНК в месте, соответствующем сохраненному фрагменту, и смертельно раненый вирус погибает.
Много лет это открытие было почти неизвестно
Долгое время открытие CRISPR и белка Cas9 занимало только микробиологов, изучающих активность вирусов и бактерий — простейших микроорганизмов. Затем им заинтересовались женщины-ученые: микробиолог Эммануэль Шарпантье и биохимик и генетик Дженнифер Даудна. Они предположили, что с помощью механизма CRISPR/Cas9 можно разрезать любую ДНК, не только вирусную.
В 2012 году результаты их работы были опубликованы в научном журнале Science. В 2020 году за свое открытие они получили Нобелевскую премию по химии. Именно их работа дала ученым возможность использовать эту методику на клетках животных и человека, разработать новые методы борьбы с болезнями путем построения иммунитета и запоминания частей вируса.
Механизм может быть «генетическими ножницами»
Механизм CRISPR/Cas9 — это своего рода «генетические ножницы». Например, если у человека имеются хромосомные аномалии — дефекты в строении генов, несущих заболевания, их можно вырезать и вставить на их место «хорошие» участки ДНК.
В настоящее время эксперименты с CRISPR проводятся на животных и растениях. Исследователи из Новой Зеландии использовали эту технологию, чтобы сделать пятна на коровах не черными, а серыми — это позволяет скоту легче переносить жару. Исследователи из Южной Кореи клонировали двух щенков бигля, у которых «генетическими ножницами» вырезали ген, ответственный за болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера. Биотехнологи из Японии вывели сорт томата, плоды которого содержат в несколько раз больше полезных веществ, чем обычные.
Пока это только проекты
До практики редактирования человеческой ДНК еще далеко; Технология CRISPR еще недостаточно усовершенствована. Ученые пока не могут перенести все, чему научились, на человеческий уровень. Но можно предположить, что в будущем с помощью CRISPR можно будет лечить серьезные наследственные заболевания, а также рак и ВИЧ.
- Хотите связаться со мной?
