Медленно, но верно генетика движется в направлении взлома (и перепрограммирования — при необходимости) кода всего живого на планете: людей, животных, растений, вирусов и бактерий. Значит ли это, что скоро огромный рывок сделают медицина (победив рак), сельское хозяйство (обеспечив вечный урожай) и экология (нейтрализовав угрозу пластика)? Объясняют биолог, научный журналист Элина Стоянова и биоинформатик, эволюционный биолог, лектор Надежда Потапова в книге «Расплетая ДНК».
CRISPR-Cas: рутинный процесс редактирования генов
Молекулярные биологи вместе с генетиками научились редактировать ДНК, меняя одни «буквы» на другие. И в этом помогли бактерии: выяснилось, что в их геноме есть механизм, защищающий от вирусов. Теперь ученые знают, как использовать этот способ защиты для исправления ошибок в ДНК. То есть влиять на гены, чтобы организм делал то, что кажется им полезным. Но сейчас это еще очень сложная технология, которую активно изучают. Иногда можно услышать, что вакцины редактируют наш геном. Так вот, это неправда! Вакцины только тренируют иммунную систему.
Технологии, которые помогают изменять ДНК растений и животных в сельском хозяйстве, используются и для создания новых методов лечения. Как ты уже знаешь, многие болезни человека связаны с мутациями в генах. Поэтому для лечения используют генную терапию. Например, внутрь измененного вируса помещают здоровый ген. Он прибывает на место генетической «поломки» и устраняет неисправность.
Генетика и лечение неизлечимого
Какое будущее нас ждет, если генетические технологии будут развиваться в том же темпе, что и сегодня?
Ученые уже смогли создать генную терапию. Правда, только для нескольких заболеваний — например, СМА (спинальной мышечной атрофии) и мышечной дистрофии Дюшенна. Разработка такого лечения — дорогой и долгий процесс, поэтому и дается она непросто. Один из ожидаемых итогов развития генетики — появление доступной генной терапии для самых разных заболеваний.
Для этого ученым надо еще лучше разобраться в устройстве и работе ДНК, в том, какие мутации и в каких генах и некодирующих частях генома приводят к болезням. Чаще всего причиной становится неполадка в работе клеток: иногда они не вырабатывают нужный гормон и развивается диабет, иногда «ломаются» митохондрии и органы перестают получать энергию в необходимом количестве. Сбой в нервных клетках может привести к параличу, нередко — на всю жизнь. Ученые предполагают, что генная терапия может справиться с очень многими бедами, ведь она позволяет бороться с болезнями на уровне молекул.
Онкологические заболевания — это тоже поломка клеток, в том числе и на генном уровне. Поэтому победить их, возможно, позволит именно такая терапия. А еще она помогает справляться с инфекциями. ВИЧ или гепатит — это вирусы, и они поражают наши клетки именно при помощи своего генетического кода. А если не дать им встраиваться в наш геном? Или изменить рецепторы, через которые они проникают внутрь, и так защитить наши клетки? Быть может, тогда мы навсегда избавимся от опасности наступления новых пандемий.
Биотехнологии против голода и экологических угроз
С помощью геномной селекции можно было бы решить проблему голода. Если благодаря технологиям растения перестанут болеть и начнут приносить обильный урожай, можно делиться с нуждающимися. Геномная селекция распространяется и на животных. Мы можем выводить новые породы и улучшать уже имеющиеся, чтобы коровы давали больше питательного молока, куры — яиц, а овцы — теплой шерсти.
Особое будущее — у биотехнологий. Например, при помощи генетического редактирования ученые создадут бактерии, которые переработают весь ненужный пластик на планете. Сейчас в океане есть целые острова из пластика, например Большое Тихоокеанское мусорное пятно площадью примерно 1,5 млн квадратных километров. Оно вредит живым существам, и биотехнологии работают над решением этой в буквальном смысле огромной проблемы. Другие бактерии уже сейчас изменены для синтеза лекарств, например инсулина, и могут производить другие лекарства и вещества. При помощи биотехнологий мы получим возобновляемый источник энергии, который не вредит окружающей среде, и сможем сохранить нашу планету здоровой.
Комментарии (0)