Генная инженерия.Классическая генетика начала развиваться в середине XIX века благодаря экспериментам чешского-австрийского биолога Грегора Менделя. Правда, открытые им на примере растений принципы передачи наследственных признаков от родительских организмов к их потомкам не получили должного внимания у современников. Начиная с 1900 года Хуго де Фриз и другие европейские ученые независимо друг от друга «переоткрыли» законы наследственности. Ещё одно важное открытие сделали американец Джон Уотсон и британец Фрэнсис Крик в 1953 году, установив молекулярную структуру ДНК. Генная инженерия как отдельное направление исследовательской работы зародилась в США в 1972 году, когда в Стэнфордском университете ученые внедрили новый ген в бактерию кишечной палочки, то есть создали первую рекомбинантную ДНК. Теперь «генной инженерией» мы называем направление биотехнологии, объединяющее знания, приемы и методики из генетики, биологии, химии, вирусологии, чтобы получить новые наследственные свойства организмов.
Перестройка генотипов происходит путем внесения изменений в ДНК (макромолекулу, обеспечивающую хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) и РНК (одну из трех основных макромолекул, содержащихся в клетках всех живых организмов). Если внести в растение, микроорганизм, организм животного или даже человека новые гены, можно наделить его новой желательной характеристикой, которой до этого он никогда не обладал. С этой целью сегодня генная инженерия используется во многих сферах. Например, на ее основе сформировалась отдельная отрасль фармацевтической промышленности, представляющая собой одну из современных ветвей биотехнологии.
Технология CRISPR — инструмент редактирования генома. Он основан на защитной системе бактерий, которые производят специальные ферменты, позволяющие им защищаться от вирусов. Теоретически, CRISPR может позволить редактировать любую генетическую мутацию и излечивать заболевание, которое она вызывает. Но практические разработки CRISPR в качестве терапии еще только в начальной стадии, и многое еще непонятно.
В 2011 году состоялось уникальное открытие: биологи Дженнифер Дудна и Эммануэль Шарпантье обнаружили, что белок Cas9 можно обмануть. Если дать ему искусственную РНК, синтезированную в лаборатории, то он, найдя в «архиве» соответствие, нападет на нее. Таким образом, с помощью этого белка можно резать геном в нужном месте — и не просто резать, а еще и заменять другими генами.
Генную инженерию уже применяют в медицине: так, активно используется инсулин человека (хумулин), полученный посредством рекомбинантных ДНК. Клонированные гены человеческого инсулина были введены в бактериальную клетку, где начался синтез гормона, который природные микробные штаммы никогда не синтезировали. Кроме того, несколько сотен новых диагностических препаратов уже введены в медицинскую практику. Среди лекарств, находящихся в стадии клинического изучения, препараты, потенциально лечащие артрозы, сердечно-сосудистые заболевания, онкологию и СПИД. Среди нескольких сотен генно-инженерных компаний 60% заняты именно разработкой и производством лекарственных и диагностических средств.
#геннаяинженерия