Светлана Волкова - Просто геном

CRISPR может создать более здоровую пищу и более выносливых и крупных животных, манипулируя целыми популяциями

Вспомним о применении CRISPR в сельском хозяйстве и генном дрейфе, благодаря которому учёные запросто могут повысить вероятность передачи растениям и животным определённых генов по наследству почти до 100 %, что позволит нужному признаку быстро распространиться на всю популяцию. Коровы с развитыми мышцами, которые дают вдвое больше мяса, и комары, не способные больше передавать при укусах малярийного плазмодия, вызывающего ужасную болезнь малярию, – уже перешли из категории фантастических животных в список вполне реальных. Более того, мы уже способны уничтожать целые популяции нежелательных видов. Используя CRISPR, можно, например, модифицировать животных так, чтобы в их популяции рождались только самки – и через некоторое время популяция попросту исчезнет. Раньше о таком учёные могли разве что мечтать. Следующая реальная мишень генного дрейфа – грызуны: мыши, крысы и кролики. Работа над применением генного дрейфа к этим видам животных уже ведётся в лабораториях.

Увенчав цепочку поочерёдно открытых генных редакторов, технология CRISPR ознаменовала истинную революцию в биотехнологиях и науке. Теперь, с помощью CRISPR, в наших руках находится ключ к решению широкого спектра задач, начиная от создания новых видов растений, бактерий и животных до исправления генетических ошибок, создания новых лекарств и исцеления людей от болезней. Генетическая инженерия долго искала путь ко взлому кода жизни, заключённому в ДНК, перепробовав много различных методов разрезать её, внести мутации и снова восстановить. Теперь, когда технология CRISPR открыта, учёным остаётся только полномасштабно и аккуратно использовать и развивать её.

CRISPR – генный редактор будущего – открывает многообещающие долгосрочные перспективы с возможным открытием и более новых, усовершенствованных методов генной инженерии. Только представьте себе мир, в котором ужасные наследственные заболевания в генетическом коде людей можно отредактировать с той же легкостью, с которой происходит правка текста в редакторе Word. Представьте мир, где можно проектировать и воскрешать исчезнувших с планеты Земля животных и выбирать цвет глаз и волос будущих детей.

Такие идеи похожи на фантастику, но как бы это ни было удивительно, генные технологии уже позволяют воплотить всё это в реальность, кардинально меняя будущее.

Когда книга готовилась к печати, Всемирная организация здравоохранения объявила пандемию коронавируса 2019-nCoV. Как генетики могут помочь в лечении и ускорить появление вакцины против смертельной угрозы?

В конце февраля 2020 года геном нового коронавируса был расшифрован и представлен научному сообществу.

В рамках глобального проекта «Геном человека» исследователям всего мира открыт доступ к геномам разных организмов, их можно анализировать в графическом интерфейсе Genome Browser. Теперь там же опубликован полный биомолекулярный код 2019-nCoV, чтобы показать учёным структуру вируса и помочь им найти скорейшее решение.

Аденоассоциированный вирус (AAV) – вирус, инфицирующий делящиеся и неделящиеся клетки человека, не вызывает у него заболевания и, соответственно, вызывает слабый иммунный ответ. Таким образом, AAV может встраивать свой геном в геном хозяина, не заражая его.

Аллель – одна из двух или более альтернативных форм гена, каждая из которых характеризуется уникальной последовательностью нуклеотидов.

Аутосома – любая неполовая хромосома. У человека 22 пары аутосом.

Вектор – молекула ДНК, способная к включению чужеродной ДНК, носитель генетической информации.

Гамета – зрелая половая клетка.

Ген – последовательность нуклеотидов в ДНК, которая кодирует определённую РНК.

Генетический таргетинг – процесс, при котором в геном организма вносятся искусственные изменения.

Генная терапия – лечение наследственных и приобретенных заболеваний путем введения в соматические клетки пациента генетических элементов для восстановления или подавления функций генов и придания клеткам заданных свойств.

Генный дрейф – технология, позволяющая распространить измененный человеком ген в дикой популяции животных или растений.

Геном – совокупность всего наследственного материала, заключённого в клетке любого живого организма.

Генотип – генетическая характеристика организма.

Гены материнского эффекта – гены, проявляющиеся в яйцеклетке и определяющие фенотип потомства вне зависимости от генотипа самца.

ДНК – макромолекула, которая обеспечивает хранение и передачу генетической информации для функционирования живых организмов.

Зародышевые клетки – любые клетки, геном которых может быть унаследован последующими поколениями; составляют зародышевую линию организма – поток генетического материала, который передается из поколения в поколение.

Изменчивость – разнообразие признаков среди представителей одного вида.

Иммунитет – механизм борьбы организма с инфекционным агентами типа вирусов и микробов.

Иммунодефицит – нарушение иммунологической активности, обусловленное выпадением одного или нескольких компонентов иммунного аппарата.

Иммунотерапия – лечение препаратами, прицельно воздействующими на иммунную систему.

Ингибиторы контрольных точек имунного ответа – препараты, при помощи которых активизируют иммунную систему так, чтобы она начала направлять свои клетки на борьбу с опухолями.

Интерфероны – белки, синтезируемые клетками в ответ на вирусную инфекцию и подавляющие их развитие.

Клон – группа генетически идентичных клеток, возникших неполовым путём от общего предка.

Клонирование клеток – разделение путем рассева в питательной среде и получение колоний, содержащих потомство от изолированной клетки.

Нокаут гена – метод молекулярной генетики, при котором из организма удаляют или делают неработоспособными определенные гены. Метод заключается в том, что в клетку вводятся синтетические фрагменты последовательности ДНК «выбиваемого» гена, похожие на природный ген, но слегка химически модифицированные.

Метаболизм – совокупность процессов, обеспечивающих существование и воспроизведение клетки.

Мобильные элементы генома – последовательности ДНК, способные перемещаться внутри генома.

Мутация – изменение генетического материала, часто приводящее к изменению свойств организма.