Хакери d; ДНК Наука блукає
Уявіть собі інструмент для подолання генетичних захворювань, підвищення продуктивності нашого сільського господарства і навіть ... розуміння таємниці життя. Наукова фантастика? Більше ні! Цей інструмент, який називається CRISPR-Cas9, нещодавно був розроблений групою дослідників з Каліфорнійського університету в Берклі.
Подібно до хакера, який модифікує коди комп’ютерної програми, щоб модифікувати його, як він забажає, генетики з Берклі придумали техніку для модифікації ДНК живих істот, як їм заманеться. Що якби Редагування ДНК не є абсолютно новою практикою, точність і низька вартість CRISPR-Cas9 цілком може змінити світ біології в найближчі роки.
Однак з новими горизонтами, які пропонує ця технологія, також починається дискусія щодо цього етичні наслідки і тип суспільства, який ми будуємо. Яких побічних ефектів слід боятися? Яку легітимність ми, як люди, маємо втручатися в інші форми життя? Щоб мати змогу брати участь у цих дискусіях, які стосуються всього людства та живого світу, важливо зрозуміти тему у всій її глибині. Ось трохи підстав для роздумів у цьому звіті, в якому висвітлюються ДНК-хакери Берклі.
ДНК, код життя
Щоб зрозуміти, як працює геномне редагування, спершу подивимось молекули ДНК. Присутній у ядрі кожної з наших клітин, саме він містить всю інформацію, необхідну для життя. Якщо її структуру подвійної спіралі було відкрито зовсім недавно (у 1953 р. Джеймсом Уотсоном та Френсісом Криком), то з тих пір наші знання про її природу продовжують розширюватися та дивувати нас.
Сукупність генетичних ознак, що складають ДНК живої істоти, називається «генотипом». З усіх генів, успадкованих від наших батьків, лише деякі з них експресуються і утворюють наш «фенотип». Фенотип - це сукупність фізичних та біологічних характеристик особини.
Гени відіграють вирішальну роль у функціонуванні живих організмів. Вони є джерелом білків, що відповідають за фізичну структуру людини, зв’язок між клітинами та рухи ... Редагувати ДНК Отже, організм дає можливість модифікувати його фенотип, тобто одну або кілька його фізичних характеристик.
Серед дуже багатьох додатків, які можна зробити для редагування геномів, одним із найвідоміших прикладів є виробництво генетично модифікованих організмів (ГМО) для сільського господарства. З 1990-х років найпоширенішим способом їх отримання був трансгенез . Ця техніка передбачає імплантацію гена з одного організму в інший. Але цей метод є відносно неточним, що робить його відкритим для критики з точки зору довкілля та здоров'я.
Однак група дослідників з Каліфорнійського університету в Берклі нещодавно зробила вражаючі технологічні досягнення, розробивши метод геномного редагування, який є швидким, недорогим і напрочуд точним: CRISPR-Cas9 .
CRISPR-Cas9,
ідеальна техніка злому
Метод CRISPR-Cas9 народився завдяки відкриттю, зробленому в 1987 році групою японських дослідників. Йошізумі Ісіно, який був тоді докторантом Університету Осаки, під час вивчення бактерії усвідомлює, що її геном містить ряд основ (A, C, G, T), що читають однаково в обидві сторони. Ми говоримо про паліндроми (так само, як слова "радар" або "перепрофілювання"). Будуть названі ці паліндромічні послідовності, що складають приблизно тридцять основ VS глянцевий Р. егулярно Я простір хорт аліндромний Р. epeats (“короткі згруповані та регулярно розташовані паліндромні повтори”), або CRISPR .
У 2007 році міжнародній групі з восьми дослідників знадобилося 20 років, щоб виявити корисність цих паліндромів. Їх корисність насправді полягає не в паліндромах як таких, а в послідовностях, що лежать між паліндромами. На подив дослідників, ці міжпаліндромні фрагменти відповідають не ДНК бактерій, а вірусу ...
Дженніфер Дудна, Каліфорнійського університету в Берклі, бачить у цьому природному процесі революційний технологічний потенціал. З 2012 року вона та її французький колега Еммануель Шарпентьє вирішити повторити схему природного захисту бактерій, щоб розробити надзвичайно потужний метод геномного редагування: фрагмент гена ( CRISPR ) направляє білок ( Випадок9) до своєї мети, щоб розрізати її, як “молекулярні ножиці”.
І якби цей метод викликав CRISPR-Cas9 дозволяє вирізати ДНК, а також дозволяє замінити одну базову послідовність іншою. Коли пара CRISPR-Cas9 подорожує до ДНК, щоб її розрізати, вводять фрагмент гена. З’єднуючись, щойно вирізана ДНК інтегрує нову послідовність у свій геном. Ця тонка молекулярна хірургія тепер може замінити будь-яку послідовність ДНК з неприємною легкістю та точністю.
Від лабораторії до реального світу
Бактерії, рослини, метелики, собаки ... Більше 2000 організмів вже генетично модифіковані за допомогою техніки CRISPR-Cas9. Але як ви отримуєте максимум від цієї нової технології? Можливостей багато і різноманітно. По-перше, модифікація ДНК може надати цінність теоретичні знання . Вирізавши ген, ми можемо його дезактивувати і, отже, зрозуміти його корисність у геномі. Але прихильники CRISPR-Cas9 особливо виділяють практичне застосування цієї техніки. Відкрийте проекти деяких дослідників, натиснувши на їх інтерв'ю.
"Генна терапія", або "генотерапія", полягає у лікуванні певних генетичних захворювань шляхом модифікації ДНК певних клітин або тканин.
Кент Бредфорд є заслуженим професором Каліфорнійського університету в Девісі. Він також є директором Біотехнологічного центру насіння та Всесвітнього продовольчого центру того ж університету.
За його словами, CRISPR-Cas9 міг дозволити покращити виробництво салату в США .