еще не осознаем, что случилось
Искусственная жизнь создана
в 2002 году Экард Уиммер из университета Стони Брук, штат Нью-Йорк, сделал неотличимый от настоящего вирус – возбудитель полиомиелита – из отдельных молекул. Группа Уиммера на самом деле создала «полусинтетическую полужизнь»: вирусы находятся на границе между живым и неживым, а для синтеза использовались ферменты, выделенные из живых клеток, и готовые олигонуклеотиды – короткие отрезки ДНК, состоящие из нескольких десятков или сотен нуклеотидов. В 2003 году ученые из Института альтернативной биологической энергии (США) под руководством знаменитого Крейга Вентера синтезировали из общедоступных реактивов вполне живой бактериофаг phi-X174 (безопасный для человека и
животных вирус, который внедряется в бактерию Esherichia coli)...
В 1992 году Крейг Вентер основал Институт по изучению генома в Роквилле (Мэриленд, США), где с середины 1990-х годов стартовал проект минимального генома. Его цель – отобрать гены, которые абсолютно необходимы для поддержания жизни в отдельно взятом организме, и отбросить все лишнее. В центре эксперимента – условно-патогенный микроорганизм Mycoplasma genitalium. Это одни из самых примитивных бактерий, способные вызвать воспаление мочеполовых путей, но нередко их выявляют и у здоровых людей. M. genitalium обладает наименьшим из известных клеточных геномов – 517 генов, из которых 480 кодируют белки, а 37 отвечают за производство РНК, которая обеспечивает синтез белков, регулирует развитие клетки и выполняет другие жизненно важные функции. Выключая гены по одному, ученые отобрали минимальный геном микоплазмы – 265–350 кодирующих белки генов.
Уже опубликованы минимальные геномы таких бактерий, как Staphylococcus aureus и Bacillus subtilis. Это значит, что есть все условия для их синтеза.Как далеко может зайти это манипулирование, остается только гадать. Ведь если вирусы или бактерии можно создать «с нуля», то теоретически ничто не мешает придать им новые, желаемые свойства. Институт альтернативной биологической энергии ведет работу по созданию микроорганизма, который можно будет использовать для производства водорода – получения энергии из восполняемых источников. Хорошо, если бы все цели в этой области были бы такими же благородными. Учитывая, что мы имеем дело с вирусами и бактериями, всегда есть возможность создания организмов, способных как принести пользу, так и погубить человечество...
В 1992 году Крейг Вентер основал Институт по изучению генома в Роквилле (Мэриленд, США), где с середины 1990-х годов стартовал проект минимального генома. Его цель – отобрать гены, которые абсолютно необходимы для поддержания жизни в отдельно взятом организме, и отбросить все лишнее. В центре эксперимента – условно-патогенный микроорганизм Mycoplasma genitalium. Это одни из самых примитивных бактерий, способные вызвать воспаление мочеполовых путей, но нередко их выявляют и у здоровых людей
Гены по рецепту
даже генетическая модификация человека – уже состоявшийся факт.
Правда, до реальной возможности появления подвидов Homo novus, избавленных от многих недостатков Homo sapiens и даже приспособленных для выполнения определенных работ, еще далеко... вроде четвероруких космических монтажников или сантехников с пальцами, заменяющими гаечные ключи.
Но прежде чем придавать человеку новые полезные свойства, следует избавить его от старых и вредных... многие болезни являются следствием мутации в одном-единственном гене, в результате чего нарушается или полностью отсутствует синтез закодированного в этом гене белка...
Лучший вектор (средство доставки) генов в ДНК человека и других животных – это непатогенные или обезвреженные вирусы.
В июне 2005 года появилось сообщение, что в Пенсильванском университете (США) создан гибрид двух смертельно опасных вирусов, предназначенный для генной терапии муковисцидоза – неизлечимого наследственного заболевания. Для этого тяжелого заболевания характерна повышенная вязкость слизи, в частности в бронхах и кишечнике, что приводит к нарушению работы многих органов и прежде всего - систем дыхания и пищеварения. Виновник муковисцидоза – ген, который кодирует производство белка, регулирующего прохождение ионов натрия и хлора через клеточную мембрану. Чтобы остановить болезнь, необходимо скорректировать дефектный ген в значительном числе клеток. Для этого было решено использовать вирус иммунодефицита человека, который умеет добавлять гены в ДНК клеток. Естественно, вирус был модифицирован таким образом, чтобы он не мог размножаться и вызывать СПИД. Однако сам по себе вирус иммунодефицита не способен проникать в клетки легочного эпителия, которые более других нуждаются в генетическом лечении. Чтобы правильно нацелить его, была использована белковая оболочка вируса Эбола, который умеет соединяться с нужными клетками. Испытания на мышах и обезьянах показали высокую эффективность гибридного вируса: правильный ген удалось внедрить почти в четверть клеток легочного эпителия... лечение необходимо повторять несколько раз в год, по мере отмирания клеток...
Но зачем вообще встраивать гены новые в хромосомы ветхие? Ведь можно без вирусов, генных ружей и тому подобного построить новые хромосомы и уже их ввести в клетки!
Искусственные хромосомы дрожжей применяются в молекулярной биологии уже давно, главным образом для клонирования (получения множества идентичных копий) генов других эукариотических организмов. Первые искусственные хромосомы человека появились в конце XX века. Такая хромосома должна содержать служебные элементы: теломеры (концевые участки, играющие важную роль в репликации ДНК), точки инициации репликации (удвоения хромосом) и центромеру (структуру, к которой при делении клетки прикрепляются нити, растягивающие парные хромосомы). Все остальное – терапевтические гены, один или больше, или несколько копий одного гена, чтобы синтез закодированного в нем белка шел интенсивнее. И в культуре клеток, и в организме искусственные хромосомы ведут себя так же, как обычные: они удваиваются при делении клеток и сохраняются у всех потомков исходной клетки. Клетка не делает разницы между своими и «приемными» хромосомами, и закодированный в дополнительных хромосомах белок исправно синтезируется... искусственная мини-хромосома (пока – без истинных генов, кодирующих белки). На ее создание исследователям из Мельбурна (Австралия) потребовалось 10 лет...
Создание искусственных хромосом человека, несущих правильную версию гена для лечения наследственных заболеваний (или гены терапевтических белков в случае ненаследственных болезней) – дело ближайшего будущего. Ряд исследователей расценивают искусственные хромосомы как самый многообещающий метод применения ген-модифицированных стволовых клеток для лечения заболеваний человека