|
Редактирование генов и как оно может повлиять на наше будущее
|
|
|
|
Это самое захватывающее время в генетике с момента открытия ДНК в 1953 году. Это в основном связано с научными прорывами, включая возможность изменять ДНК с помощью процесса, называемого редактированием генов. Потенциал этой технологии поразителен — от лечения генетических заболеваний, модификации пищевых культур до устойчивости к пестицидам или изменениям нашего климата, или даже к «возвращению к жизни» додо, как надеется одна компания. В будущем мы услышим больше о редактировании генов. Поэтому, если вы хотите убедиться, что понимаете новые обновления, вам сначала нужно разобраться с тем, что на самом деле представляет собой редактирование генов.
|
|
|
Наша ДНК состоит из четырех ключевых молекул, называемых основаниями (A, T, C и G). Последовательности этих четырех оснований группируются в гены. Эти гены действуют как «код» для ключевых веществ, которые должен вырабатывать организм, таких как белки. Белки являются важными молекулами, жизненно важными для поддержания здорового и функционального человека. Гены могут быть короткими, обычно состоящими из менее чем сотни оснований. Хороший пример включает рибосомные гены, которые кодируют различные рибосомы, молекулы, которые помогают создавать новые белки. Длинные гены состоят из миллионов оснований. Например, ген DMD кодирует белок под названием дистрофин, который поддерживает структуру и силу мышечных клеток. DMD имеет более 2,2 миллиона оснований.
|
|
Как работает редактирование генов?
|
|
|
|
Редактирование генов — это технология, которая может изменить последовательность ДНК в одной или нескольких точках нити. Ученые могут удалить или изменить одно основание или вообще вставить новый ген. Редактирование генов может буквально переписать ДНК. Существуют разные способы редактирования генов, но самый популярный метод использует технологию под названием CRISPR-Cas9, впервые описанную в новаторской статье, опубликованной в 2012 году. Cas9 — это фермент, который действует как ножницы, способные резать ДНК. Ему помогает цепь РНК (молекула, похожая на ДНК, в данном случае созданная ученым), которая направляет фермент Cas9 к той части ДНК, которую ученый хочет изменить, и связывает ее с геном-мишенью. В зависимости от того, чего хочет достичь ученый, он может просто удалить сегмент ДНК, внести одно основание (например, заменить A на G) или вставить более крупную последовательность (например, новый ген). Как только ученый закончит, естественные процессы восстановления ДНК вступят в силу и склеят разрезы вместе.
|
|
|
|
Что может сделать редактирование генов?
|
|
|
|
Польза редактирования генов для человечества может быть значительной. Например, изменение одного основания в ДНК человека может быть использовано в будущем для лечения серповидно-клеточной анемии, генетического заболевания крови. У людей с этим заболеванием мутировало только одно основание (с А на Т). Это упрощает редактирование гена по сравнению с более сложными генетическими состояниями, такими как болезни сердца или шизофрения. Ученые также разрабатывают новые методы для вставки больших сегментов оснований в ДНК сельскохозяйственных культур в надежде, что они помогут создать устойчивые к засухе культуры и помочь нам адаптироваться к изменению климата.
|
|
|
|
Почему редактирование генов вызывает споры?
|
|
|
|
Редактирование генов — спорная тема. Если правительства не будут работать вместе с учеными над регулированием ее использования, она может стать еще одной технологией, приносящей пользу только самым богатым людям. И это сопряжено с риском. Первый случай незаконной имплантации генетически отредактированного эмбриона был зарегистрирован в 2019 году в Китае и привел к тюремному заключению трех ученых. Ученые пытались защитить зародыши близнецов от ВИЧ, передаваемого отцом. Но когда другие ученые прочитали отрывки из неопубликованной статьи, написанной руководителем ДНК-экспериментов о близнецах, они опасались, что вместо введения иммунитета исследователи, вероятно, создали мутации, последствия которых до сих пор неизвестны. Риск рождения дизайнерских детей настолько высок, что маловероятно, что в ближайшее время это станет законным. Малейшая ошибка может разрушить здоровье ребенка или привести к другим заболеваниям на протяжении всей его жизни, например, к повышенному риску развития рака.
|
|
|
|
Законы и правила, касающиеся этой технологии, строги. В большинстве стран запрещена имплантация человеческого эмбриона, который каким-либо образом был генетически изменен. Однако, как показывает пример 2019 года, законы можно нарушать. Редактирование генов имеет свои преимущества. Он обладает потенциалом для лечения генетических заболеваний и создания культур, устойчивых к засухе. Но ученым необходимо тесно сотрудничать с законодателями и политиками, чтобы гарантировать, что технология может использоваться на благо человечества при минимизации рисков. Тот факт, что частная компания недавно объявила о планах вернуть додо, показывает, насколько важно, чтобы международные законы о редактировании генов соответствовали амбициям корпораций.
|
|
|
|
Источник
|
