Полная версия

Главная arrow Медицина arrow Век генетики и век биотехнологии на пути к редактированию генома человека

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

ДНК-технологии в создании новых организмов

За время существования сельского хозяйства (примерно 13 тыс. лет) суммарный набор видов культурных растений (продовольственных и технических) и домашних животных оставался почти неизменным, происходил только обмен между различными народами и континентами. Совершенствование пород и сортов с помощью селекции — искусственного отбора — шло медленно (хотя и много быстрее, чем естественная эволюция). В задачи трансгеноза входило ее ускорение. ДНК-технология — совокупность приемов, методов и технологий, в том числе технологий получения рекомбинантных рибонуклеиновых и дезоксирибонуклеиновых кислот, по выделению генов из организма, осуществлению манипуляций с генами и введению их в другие организмы. Термин «генная инженерия» ввел в научный оборот нобелевский лауреат Э. Тэтум еще в 1963 г., он же четко определил ее задачи. Возникновение ДНК-технологии условно относят к 1972 г., когда была создана первая рекомбинантная молекула ДНК (П. Берг и др„ 1972, США).

Можно выделить три основных типа генных воздействий:

  • ? введение в организм чужеродных генов, как полученных из генома других организмов, так и синтезированных искусственно для изменения его свойств и признаков;
  • ? избирательная активация гена, «адресное» разрушение гена, «антисмысловая» блокировка гена или производимой им РНК, позволяющая вывести из строя любой ген внутри живой клетки;
  • ? направленное изменение гена (адресный мутагенез in vivo, генная инженерия in vitroex vivo).

Наиболее распространенный и коммерчески реализованный в настоящее время тип генного воздействия — введение в организм чужеродных генов или регуляторных последовательностей. Создание трансгенного организма осуществляется в несколько этапов: получение генетического материала (фрагментов ДНК — генов); включение фрагмента чужеродной ДНК в вектор; перенос внесенных генов в клетку, закрепление их в ней; идентификация (скрининг и селекция) клеток, которые приобрели желаемые гены. Возможны три направления введения генов — в клетки бактерий и дрожжей, в соматические клетки (растений, животных, человека) и в зародышевые клетки.

Потенциальные возможности улучшения сельскохозяйственных растений методами ДНК-технологий огромны. Пока не видны принципиальные ограничения в осуществлении многих идей, связанных с улучшением сельскохозяйственных растений, обусловленных применением молекулярно-генетических исследований хозяйственно-ценных признаков. В этом отношении все большее значение приобретает более полное изучение молекулярной генетики клеточных органелл. Вопрос состоит в том, как можно определить и выделить гены или регуляторные последовательности, ответственные за проявление ряда ценных признаков у растений.

От решения этого вопроса, т.е. от развития частной генетики хозяйственно-ценных видов, зависят и практические результаты. Гены, искусственно введенные в геном многоклеточных организмов и передающиеся от родителей потомству, получили название трансгенов, процесс такого введения обозначили трансгенозом, а животные или растения, содержащие трансгены в геноме своих клеток, стали называть трансгенными или генетически модифицированными организмами (ГМО). Все это привело к возникновению нового, быстро развивающегося направления с уникальным знанием об особенностях экспрессии генов и биосинтеза белков в онтогенезе, а также о возможности изменения фенотипа организмов и коррекции мутантного фенотипа с использованием трансгеноза.

Технология трансгеноза развивается стремительно, так же как и восприятие его общественным мнением. Два основных вопроса остаются наиболее актуальными — какие гены трансфицировать и каковы могут быть последствия?

Создание генетически модифицированных растений чаще всего выполняется для решения следующих задач:

  • 1) в целях увеличения урожайности:
    • а) резистентность к патогенам;
    • б) резистентность к гербицидам;
    • в) устойчивость к температурам, различному качеству почв;
    • г) улучшение характеристик продуктивности (вкусовых качеств, облегчение метаболизма);
  • 2) в терапевтических целях:
    • а) продуценты терапевтических агентов;
    • б) продуценты антигенов, пищевая «пассивная» иммунизация [Глазко, Чешко, 2007].

У животных наиболее успешны в этой области два направления: прикладное, связанное с генами, контролирующими синтез белков, которые используются в дальнейшем при производстве фармацевтических препаратов; исследовательское — с целью изучения некоторых недоступных ранее для анализа аспектов структурно-функциональной организации генома.

Можно выделить следующие направления, в которых активно развиваются методы получения генетически модифицированных организмов животных:

  • 1) в целях увеличения продуктивности:
    • а) конструкции, влияющие на экспрессию генов, связанных с эндокринной системой;
  • б) для тиражирования геномов животных с высокой продуктивностью;
  • 2) в терапевтических целях:
    • а) получение животных — «биореакторов», продуцентов терапевтически важных агентов;
    • б) получение клеточных популяций, способных преодолевать барьер «трансплантант против хозяина»; создание модифицированных животных для исследования механизмов развития различных заболеваний и изучения функции отдельных генов, в частности «нокаутные» мыши с «выбитым» определенным геном.
 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>