Интересные темы:

Гаджеты

Немного интересного:

Человеческому эмбриону поправили геном

24.12.2009 Наука и жизнь

Совокупность редактирования генов, сделанная на базе бактериальной противовирусной защиты, может трудиться в людской зародыше. Правда, пока не весьма действенно.

Совсем сравнительно не так давно мы обсуждали своеобразную совокупность защиты бактерий от вирусов – совокупность, именуемая CRISPR/Cas, распознаёт чужеродные ДНК-последовательности и ликвидирует их. Нашли CRISPR/Cas сравнительно не так давно, и за неё сразу же ухватились специалисты и молекулярные биологи-биотехнологи, занимающиеся проблемами редактирования генов.

Встреча человеческой яйцеклетки и человеческого сперматозоида. (Фото Dennis Kunkel Microscopy, Inc. / Visuals Unlimited / Corbis.) Человеческий эмбрион ан 4-й сутки развития, эмбриональные клетки окрашены красным. (Фото Image Editor / Flickr.com.)‹ ›

Из-за чего ею так заинтересовались? В случае если постараться кратко обрисовать принцип работы CRISPR/Cas, выйдет так: в определённом месте в геноме бактерии сохраняются фрагменты вирусных генов, с них считывается РНК-копия, которую подхватывает особый белок (Cas).Человеческому эмбриону поправили геном Посредством РНК он контролирует незнакомую ДНК, попавшую в клетку, на предмет её вирусности, и, в случае если подозрения оправдались, такая ДНК инактивируется.

Особенность же совокупности в том, что контролирующий белок программируется на строгое узнавание определённой плохой последовательности. А вдруг, скажем, снабдить его какой-то второй, синтезированной нами, РНК-инструкцией? К примеру, мы скажем белку Cas искать некоторый повреждённый, мутантный кусок в людской гене, по окончании чего запустим всю молекулярную машину в нейрон, либо в клетку печени, либо в зародыш.

Модифицированная совокупность отыщет необходимый участок в ДНК и вырежет его, а появившуюся брешь возможно залатать исправленной, здоровой последовательностью. В случае если сделать так с одноклеточным зародышем, то все клетки организма, что из него окажется, будут уже без мутации.

Посредством модификаций белка Cas9, что был самый пригоден для таких целей, удалось добиться громадной специфичности редактирующего инструмента; более того, Cas9 вместе с РНК-экскурсоводом может доставить на необходимый участок ДНК ферменты, каковые не будут ничего вырезать, но снабдят нуклеотидную последовательность какими-нибудь метками, отключающими ген. В общем, возможностей раскрывается масса, но вопрос в том, будет ли совокупность трудиться in vivo, в живом полноценном организме.

Достаточно скоро удалось узнать, что у животных CRISPR/Cas9 в полной мере трудится. К примеру, в прошедшем сезоне китайским исследователям удалось отредактировать геном зародышам макаки-крабоеда.

Практически сразу после этого вышла статья в Nature Biotechnology, в которой сотрудники Массачусетского технологического университета говорили, как они посредством CRISPR/Cas9 вылечили взрослых мышей от тирозинемии, при которой перестаёт расщепляться аминокислота тирозин, и появляющиеся неполадки в метаболизме приводят к повреждениям печени, и нервов и почек. В клетках печени удалось заменить кусок гена с тирозинемической мутацией на обычный, немутированный животные – и фрагмент выздоровели.

Было разумеется, что непременно то же самое проделают с людской эмбрионом. И вот в издании ProteinCellпоявилась статья, где описывается процедура генетического редактирования в оплодотворённой людской яйцеклетке. Совокупность CRISPR/Cas9 направили на мутантный ген, вызывающий серьёзное заболевание крови – бета-талассемию, при которой нарушается синтез гемоглобина. Эмбрионы, то бишь оплодотворённые яйцеклетки, забрали из клиник, специализирующихся на неестественном зачатии.

Сходу направляться заявить, что Цзюньцзю Хуань (Junjiu Huang) и его коллеги из Университета Сунь Ятсена применяли то, что возможно назвать производственным браком – в то время, когда оплодотворение происходило сходу двумя сперматозоидами, и в яйцеклетке появился так лишний комплект хромосом. До появления на свет такие эмбрионы не дотягивают, но однако успевают преодолеть пара первых стадий развития.

Комплекс CRISPR/Cas9 вводили в 86 яйцеклеток и ожидали двое дней, дабы время эмбрион успел разрастись до 8 клеток. Выжили не все, но много – 71, и в 54 из них удостоверились в надежности гены. Редактирующая совокупность только в 28 вырезала неверный фрагмент ДНК, и только в некоторых на место вырезанных была засунута обычная последовательность.

Все эти цифры необходимы чтобы продемонстрировать, как способ ещё далёк от совершенства – так как чтобы редактировать геномы в полноценных эмбрионах, которым предстоит продолжительная и радостная судьба, эффективность всей процедуры обязана равняться 100 процентов, и ни процентом меньше.

Помимо этого, авторы работы говорят ещё и о достаточно неприятном побочном эффекте: редактирующий комплекс вмешивался в том направлении, куда его не просили, так что в клетках эмбрионов выяснилось большое количество мутаций, обусловленных активностью CRISPR/Cas9. Причём уровень таких мутаций был выше, чем в подобных опытах с эмбрионами мышей либо же «взрослыми» людскими клетками. Быть может, что совокупность так сработала по причине того, что сами эмбрионы, как мы не забываем, были с бракованным геномом.

Но дабы узнать, так это либо не так, необходимо поставить такой же опыт с обычными оплодотворёнными яйцеклетками.

И вот тут появляется неприятность этической допустимости аналогичных изучений. Споры о том, можем ли мы манипулировать генами эмбрионов, сейчас особенно обострились (в том числе и в связи с удачами в изучениях CRISPR/Cas9), и высказывались подозрения, что, предположительно, кое-где такие работы уже идут. И вот, как назло, появляется вышеописанная публикация.

Статью пробовали направить в Nature и Science, но и в том месте, и в том месте её отклонили, и не по научным параметрам, в частности по этическим. Справедливости для стоит заявить, что дискуссии на тему людских эмбрионов заканчиваются рекомендацией «шепетильно учитывать все риски», но как их возможно учесть, если не знаешь, в чём как раз и где как раз они смогут заключаться? Опыты, подобные тому, каковые проделали сотрудники Университета Сунь Ятсена, именно разрешают совершенно верно осознать не сильный места разработки.

Имеется и вторая, более радикальная точка зрения, которая содержится в том, что эмбрионы по большому счету стоит перестать трогать, и что в случае если у нас имеется генетическое заболевание, то исправлять поломку в генах необходимо уже у взрослых людей. С этической точки зрения таковой подход более приемлем, но технически осуществить это намного тяжелее (не смотря на то, что нельзя исключать, что и тут покажется какой-то революционный способ, разрешающий легко исправлять «взрослые» гены во всех нужных клетках).

Ну а до тех пор пока такие дискуссии длятся, сам Цзюньцзю Хуань вместе с сотрудниками планируетпредстоящих изучений с оплодотворёнными яйцеклетками. Основной их целью будет, как легко додуматься, уменьшить непредсказуемую мутагенность комплекса CRISPR/Cas9. Не считая него имеется и другие способы, каковые разрешают редактировать геном, и, кстати говоря, они провоцируют меньше ненужных мутаций.

Но CRISPR/Cas9 побеждает в эффективности и несложнее в обращении, так что внимание биотехнологов до тех пор пока что приковано как раз к ней.

Подготовлено по данным NatureNews.

Создатель: Кирилл Стасевич

Источник: nkj.ru

Случайные записи:

3DNews Daily 423: ученые впервые модифицировали геном человеческого эмбриона


Похожие статьи, которые вам понравятся:

Tags:  , ,