Генная инженерия для чего используется
Что такое генная инженерия и зачем вмешиваться в природу организмов
Содержание:
Генная инженерия — это современное направление биотехнологии, объединяющее знания, приемы и методики из целого блока смежных наук — генетики, биологии, химии, вирусологии и так далее — 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.
История развития
Истоки
Основы классической генетики были заложены в середине XIX века благодаря экспериментам чешского-австрийского биолога Грегора Менделя. Открытые им на примере растений принципы передачи наследственных признаков от родительских организмов к их потомкам в 1865 году, к сожалению, не получили должного внимания у современников, и только в 1900 году Хуго де Фриз и другие европейские ученые независимо друг от друга «переоткрыли» законы наследственности.
Параллельно с этим шел процесс формирования знаний о ДНК. Так, в 1869 году швейцарский биолог Фридрих Мишер открыл факт существования макромолекулы, а в 1910 году американский биолог Томас Хант Морган обнаружил на основе характера наследования мутаций у дрозофил, что гены расположены линейно на хромосомах и образуют группы сцепления. В 1953 году было сделано важнейшее открытие — американец Джон Уотсон и британец Фрэнсис Крик установили молекулярную структуру ДНК.
На подъеме
К концу 1960-х годов генетика активно развивалась, а ее важными объектами стали вирусы и плазмиды. Были разработаны методы выделения высокоочищенных препаратов неповрежденных молекул ДНК, плазмид и вирусов, а в 1970-х годах был открыт ряд ферментов, катализирующих реакции превращения ДНК.
Генная инженерия как отдельное направление исследовательской работы зародилась в США в 1972 году, когда в Стэнфордском университете ученые Пол Берг, Стэнли Норман Коэн, Герберт Бойер и их научная группа внедрили новый ген в бактерию кишечной палочки (E. coli), то есть создали первую рекомбинантную ДНК.
Техника ПЦР была впервые разработана в 1980-х годах американским биохимиком Кэри Маллисом. Будущий лауреат Нобелевской премии по химии (1993 года), обнаружил в специфический фермент — ДНК-полимеразу, который участвует в репликации ДНК. Этот фермент буквально считывает отрезки цепи нуклеотидов молекулы и использует их в качестве шаблона для последующего копирования генетической информации.
Новая эра
В 1996 году методом пересадки ядра соматической клетки в цитоплазму яйцеклетки на свет появилось первое клонированное млекопитающее — овца Долли. Это событие стало революционным в истории развития генной инженерии, потому что впервые стало возможным серьезно говорить о создании клонов и выращивании живых организмов на основе молекул.
Технологии генной инженерии
Генная инженерия за короткий срок оказала огромное влияние на развитие различных молекулярно-генетических методов и позволила существенно продвинуться на пути познания генетического аппарата.
Так, появилась технология CRISPR — инструмент редактирования генома. В 2014 году MIT Technology Review назвал его «самым большим биотехнологическим открытием века». Он основан на защитной системе бактерий, которые производят специальные ферменты, позволяющие им защищаться от вирусов.
«Каждый раз, когда бактерия убивает вирус, она разрезает остатки его генома, будь то ДНК или РНК, и сохраняет их внутри последовательности CRISPR, как в архив. Как только вирус атакует снова, бактерия использует информацию из «архива» и быстро производит защитные белки Cas9, в которых заключены фрагменты генома вируса. Если вдруг эти фрагменты совпадают с генетическим материалом нынешнего атакующего вируса, Cas9 как ножницами разрезает захватчика, и бактерия снова в безопасности», — поясняет Алевтина Федина, медицинский директор Checkme.
Уникальное открытие состоялось в 2011 году, когда 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.
Теоретически, технология 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.
Есть и другие методы генной инженерии, например, ZFN и TALEN.
Где и как применяется генная инженерия
Медицина
Уже сейчас активно применяется 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. С 1982 года компании США, Японии, Великобритании и других стран производят генно-инженерный инсулин.
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.
«В медицине среди достижений генной инженерии сегодня можно выделить терапию рака, а также другие фармакологические новинки — исследования стволовых клеток, новые антибиотики, прицельно бьющие по бактериям, лечение сахарного диабета. Правда, пока все это на стадии исследований, но результаты многообещающие», — говорит Алевтина Федина.
Сельское хозяйство
В сельском хозяйстве одна из важнейших задач генной инженерии — получение растений и животных, устойчивых к вирусам. В настоящее время уже есть виды, способные противостоять воздействию более десятка различных вирусных инфекций.
Еще одна задача связана с защитой растений от насекомых-вредителей. Путем генетической модификации растений можно уменьшить интенсивность обработки полей пестицидами. Например, трансгенные растения картофеля и томатов стали устойчивы к колорадскому жуку, растения хлопчатника — к разным насекомым, в том числе и к хлопковой совке.
Использование генной инженерии позволило сократить применение инсектицидов (препаратов для уничтожения насекомых) на 40–60%.
Благодаря генной инженерии зерновые культуры стали более устойчивы к климатическим условиям, кроме того появилась возможность увеличить количество витаминов и полезных веществ в продукте. Например, можно обогатить рис витамином «А» и выращивать его в тех регионах, где люди имеют массовую нехватку этого элемента.
С помощью генной инженерии пытаются решить и экологические проблемы. Так, уже созданы особые сорта растений с функцией очистки почвы. Они поглощают цинк, никель, кобальт и иные опасные вещества из загрязненных промышленными отходами почв.
Скотоводство
В Кемеровской области работа генетиков позволила получить устойчивое к вирусу лейкоза племенное поголовье высокопродуктивных животных. Для проведения эксперимента кузбасские ученые отобрали здоровых коров черно-пестрой породы массой до 500 кг. Животным трансплантировали модифицированные эмбрионы, устойчивые к вирусу лейкоза. В середине сентября 2020 года родилось 19 телят с измененными генами.
«В месячном возрасте была проведена оценка, которая показала, что телята отличаются от своих сверстников только устойчивостью к вирусу. Пять особей отобрали для дальнейшей селекционной работы. Это позволит закрепить наследственные признаки устойчивости к вирусу лейкоза у последующих поколений», — пояснила руководитель проекта, доктор биологических наук, профессор кафедры зоотехнии Кузбасской ГСХА Татьяна Зубова.
По словам Зубовой, лейкоз крупного рогатого скота — вирусная хронически неизлечимая болезнь, при которой возникают поражение кроветворной системы и новообразования. Данное заболевание наносит значительный ущерб генофонду пород и мясной промышленности в целом, потому что мясо зараженных животных запрещено употреблять в пищу. Единственным доступным методом борьбы с лейкозом ранее было только уничтожение зараженного скота.
Этот успех позволяет говорить о том, что в дальнейшем будет возможно редактировать гены крупного рогатого скота и от других болезней.
С прицелом на человека
В 2009 году группа ученых под руководством молодого исследователя Джея Нейтца из Вашингтонского университета сумели с помощью генной терапии вернуть обезьянам способность различать оттенки зеленого и красного, которой они были лишены от рождения.
В область сетчатки глаза двух подопытных обезьян был введен безвредный вирус, несущий недостающий ген фоточувствительного рецептора. Вскоре после процедуры обе обезьяны начали различать оттенки красного и зеленого на сером фоне. Два года наблюдения не выявили у них каких-либо нарушений, поэтому ученые не исключают, что данную методику уже вскоре можно будет применять у людей, страдающих дальтонизмом.
Ученые шагнули еще дальше и уже пробуют выращивать в теле животных органы для трансплантации людям. Для минимизации риска отторжения тканей животным вводят специальные гены. Этими опытами занимается научная лаборатория Рослинского института в Великобритании, которая представила миру овцу Долли.
В 2019 году британские ученые вывели кур, яйца которых содержат два вида человеческих белков, способных противодействовать артриту и некоторым видам онкологических заболеваний. В яйцах содержится человеческий белок под названием IFNalpha2a, обладающий мощными противовирусными и противораковыми свойствами, а также человеческий и свиной вариант белка под названием макрофаг-CSF, который планируют использовать для создания препарата, стимулирующего самостоятельное заживление поврежденных тканей.
Изменение ДНК человека
Первые клинические испытания методов генной терапии были предприняты 22 мая 1989 года с целью генетического маркирования опухоль-инфильтрующих лимфоцитов в случае прогрессирующей меланомы.
14 сентября 1990 года в Бетесде (США) четырехлетней девочке, страдающей наследственным иммунодефицитом, обусловленным мутацией в гене аденозиндезаминазы (АDA), были пересажены ее собственные лимфоциты.
Работающая копия гена ADA была введена в клетки крови с помощью модифицированного вируса, в результате чего клетки получили возможность самостоятельно производить необходимый белок. Через шесть месяцев количество белых клеток в организме девочки поднялось до нормального уровня.
После этого область генной терапии получила толчок к дальнейшему развитию. С 1990-х годов сотни лабораторий ведут исследования по использованию генной терапии для лечения различных заболеваний. Уже сегодня с помощью генной терапии можно лечить диабет, анемию и некоторые виды онкологии.
Генная терапия
Генная терапия — введение, удаление или изменение генетического материала, в частности ДНК или РНК, в клетке пациента для лечения определенного заболевания.
Существует три основных стратегии использования генной терапии:
Наиболее часто применяемый метод включает вставку «терапевтического» гена для замены «ненормального» или «вызывающего болезнь».
В 2015 году впервые была проведена процедура изменения ДНК человека с целью продления молодости клеток, когда американке Элизабет Пэрриш 44 лет ввели в организм препарат, влияющий на ДНК, а в 2018 году китайский ученый Хэ Цзянькуй заявил, что с его помощью у двух детей-близнецов якобы изменены гены для выработки у них иммунитета к вирусу ВИЧ, носителем которого являлся их отец.
Все это, с одной стороны, выглядит грандиозно и обнадеживает, но с другой, — вызывает опасения, ведь генетические манипуляции, теоретически, возможно использовать не только в благих и мирных целях.
После эксперимента с ДНК близнецов в Китае, ЮНЕСКО выступила с инициативой о запрете изменения генов у новорожденных до того момента, пока достоверно не будет доказана безопасность таких манипуляций.
Этическая сторона вопроса
В 1997 году ЮНЕСКО выпустила Всеобщую декларацию о геноме человека и его правах, рекомендовав мораторий на генетическое вмешательство в зародышевую линию человека, а в декабре 2015 года на международном саммите по геномному редактированию человека изменение гаметоцитов и эмбрионов для генерации наследственных изменений у людей было объявлено безответственным.
Российское сообщество генетиков в большинстве своем считает, что такие эксперименты на данный момент преждевременны и требуют более глубокого исследования и обсуждений.
«Вопрос клонирования уже давно стоит на горизонте. Этично ли выращивать клонов, чтобы потом забирать их органы для трансплантации человеку… Большой вопрос. Само собой, это абсолютно нормально, что нет единой точки зрения, ведь смысл подобных дискуссий как раз в том, чтобы найти правильные формулировки и отрегулировать потенциально спасительное, но при этом очень опасное знание», — говорит Алевтина Федина.
Страх неизвестности
Вариантов развития событий в области генной инженерии существует множество, и далеко не все они изучены и, в принципе, известны. Поэтому они должны быть последовательно зафиксированы и регламентированы.
Естественно, больше всего опасений вызывают плохие сценарии развития событий. Как правило, все начинается с помощи людям и изобретения новых лекарств. Но потом человек может прийти к желанию сделать своего ребенка светловолосым и зеленоглазым или создать армию универсальных солдат, не боящихся боли и не ведающих страха.
Олег Долгицкий, социальный философ, отмечает, что современное общество настолько неоднородно в культурном и экономическом плане, что любые методы, способные существенно изменить геном, могут создать условия не только для классового, но и видового расслоения, где представители «первого мира» смогут существенно продлевать свою жизнь и не бояться никаких болезней, в отличие от менее богатых людей. Это является серьезнейшей почвой для конфликтов и столкновений.
Эксперты убеждены, что генная инженерия — это будущее медицины. Возможность избавить младенца от пожизненного гнета заболевания, излечить людей от рака, найти лекарство против ВИЧ — за всем этим будет стоять генная инженерия. При этом желание человека изменить, например, цвет глаз или предотвратить наследственное заболевание, несмотря на все риски, будет только расти. И похоже, что остановить этот процесс уже не представляется возможным.
Курс лечения за €1 млн: как появилась, с чем борется и сколько стоит генная терапия Статьи редакции
История генной инженерии и обзор её методов.
Каждый из живых организмов на Земле носит в клетках наследственный материал своих предков. Эти данные называются геномами, и они нужны непосредственно для создания и поддержания деятельности организма.
Свой геном есть у банана, свиньи и тутового дерева. Геном человека состоит из 23 пар хромосом в ядре клетки и митохондриальной ДНК. А хромосомы представляют собой сложный комплекс ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) и белков.
ДНК имеет двухцепочечную структуру, где каждая цепь — последовательность нуклеотидов: цитозина, гуанина, аденина, тимина. Она обеспечивает сохранение и передачу генетической информации от клетки к клетке и регуляцию всех процессов в ней.
Молекула ДНК хранит биологическую информацию в виде генов. Белки обеспечивают основную работу внутри клетки, например, поддерживают метаболизм или реализуют её деление.
Генная инженерия (ГИ) работает над изменением наследственной информации. При помощи разных методов и инструментов она работает с генами и вводит их в другие организмы.
Методы ГИ работают точнее и быстрее:
Возможности инженерии позволяют вводить конкретный ген, ответственный за тот или иной признак, в другой организм, что повышает эффективность метода.
Генная инженерия появилась в 1970-х годах. В 1972 году команда стэнфордского учёного Пола Берга впервые провела сплайсинг генов — сшила фрагменты ДНК разного происхождения, получив рекомбинантную ДНК: в её состав вошли участки геномов онкогенного вируса SV40 и бактериофага (вируса, способного уничтожать бактерии).
Эксперименты вызвали опасения учёных относительно безопасности введения такой ДНК в клетки живых организмов, поэтому исследования остановили ещё до испытаний в естественных условиях.
В 1973 году команда учёных под руководством Герберт Бойера и Стэнли Коэна сообщила о первом в мире организме (Escherichia coli, или кишечная палочка), полученном с помощью рекомбинантной ДНК. Исследования показали, что ген определённого организма можно с помощью особых ферментов вставить в иное генетическое окружение.
Через два года состоялась международная встреча по проблеме рекомбинантных ДНК, организованная Полом Бергом, чтобы обсудить потенциальные опасности и регулирование биотехнологии. Группа из 140 биологов, юристов и врачей приняла участие в конференции — для разработки принципов безопасности при работе с рекомбинантной ДНК.
Спустя годы конференция вместе с публичными дебатами по этой проблеме увеличила общественный интерес к биомедицинским исследованиям и молекулярной генетике.
В 1977 году Фредерик Сенгер разработал метод секвенирования ДНК, который позволял установить последовательность нуклеотидов — веществ, составляющих ДНК.
За год до этого Роберт Свонсон и Герберт Бойер основали компанию Genentech, которая через несколько лет в сотрудничестве с университетскими коллективами получила первые в мире генно-инженерные лекарства: человеческие инсулин и гормон роста.
В 1990 году официально стартовал проект «Геном человека», координируемый Министерством энергетики и Национальными институтами здравоохранения США.
Цель проекта — определить последовательности из 3 млрд пар химических оснований, составляющих ДНК человека, и выявить приблизительно 20–25 тысяч генов, чтобы открыть новые пути к успехам в медицине и биотехнологии.
Первоначально планировалось, что проект продлится 15 лет, но технический прогресс ускорил дату завершения до 2003 года.
Производство высококачественной «готовой» последовательности, которая охватывает 95% генома с точностью 99,99%, — трудоёмкий процесс с высокими затратами. С тех пор стоимость секвенирования значительно снизилась и упростилась.
В современной биологии направленная генная инженерия (НГИ) представлена как одна из лидирующих отраслей в фундаментальных и прикладных исследованиях. Первым методом, который показал весь потенциал НГИ, стал Zinc Finger Nuclease (ZFN) в 1996 году, или «цинковые пальцы». Это белковые домены, по форме напоминающие палец.
«Цинковые пальцы» встречаются и в составе человеческих белков. Благодаря этому методу можно сконструировать цепь ZFN так, что она будет узнавать определённый участок ДНК. Это даёт возможность точечного воздействия на заданные участки в составе сложных геномов.
Однако метод имеет серьёзные недостатки: это долгий, трудоёмкий и дорогой процесс, также он может вызвать множественные дополнительные мутации в ДНК. Только несколько специализированных лабораторий смогли сконструировать свои собственные ZFN, при этом коммерчески доступные «цинковые пальцы» относительно дорогостоящие.
В 2011 году журнал Nature Methods назвал систему TALEN (Transcription Activator-like Effector Nucleases) «методом года» благодаря широкому спектру возможных применений в разных областях фундаментальной и прикладной науки.
Роль ДНК-распознающих структур в TALEN играют белковые домены, каждый из которых «узнаёт» только один нуклеотид. Такой механизм «узнавания» ДНК гораздо проще, и получение конструкции, необходимой для редактирования последовательности, становится более эффективным.
С помощью искусственных нуклеаз TALEN оказалось теоретически возможным внести двунитевой разрыв в любой участок ДНК. Такой подход позволяет восстанавливать последовательности ДНК, удалять, добавлять части гена или целые гены.
Проблемами этого метода всё так же остаются дороговизна и трудоёмкость процесса. Однако некоторые исследования указывают на большой терапевтический потенциал TALEN для лечения вируса папилломы человека и связанного с ней рака шейки матки.
В 2013 году в НГИ разработали ещё один метод: CRISPR/Cas. Он открыл новые возможности для манипуляций на уровне генома высших организмов. Несмотря на то, что все три вышеописанных метода сопоставимы по многим параметрам, CRISPR/Cas благодаря своей простоте оставил конкурентов позади.
Метод обеспечивает точное воздействие на заданные участки ДНК и может быть использован практически в любой современной молекулярно-биологической лаборатории.
В основе этой системы — особые участки бактериальной ДНК — CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, или короткие палиндромные кластерные повторы). Разделяют эти повторы спейсеры — короткие фрагменты чужеродной ДНК. Последние встраиваются в геном после того, как ДНК рекомбинирует с её геномом.
Основная проблема технологии в том, что при использовании появляются незапланированные ошибки, приводящие к появлению нежелательных мутаций. Например, белки Cas9 редактируют ДНК в неожиданных местах. Для широкого внедрения метода в медицинскую практику вопрос должен быть подробно исследован.
Генная терапия — совокупность биомедицинских технологий лечения дефектов генов с помощью введения в организм генетических конструкций, способных восстановить или заменить дефектный ген, экспрессировать полноценный генный продукт или блокировать работу мутантных и чужеродных генов.
Генная терапия (ГТ) может работать по нескольким механизмам:
Для внедрения в клетки новых генов в ГИ применяются векторы — молекулы ДНК, используемые как «транспортное средство» для искусственного переноса генетической информации.
Например, вирусы обладают естественной способностью доставлять генетический материал в клетки и могут использоваться в качестве векторов. Прежде чем использовать вирус для переноса терапевтических генов в клетки, его модифицируют, чтобы устранить способность вызывать заболевания.
Но они не подходят для системной доставки и применяются только для локального введения в небольшой участок ткани. Кроме того, они могут вызывать побочные эффекты из-за встраивания в нежелательные места генома.
Использование технологии CRISPR/Cas9 в генной терапии позволяет точно изменять ДНК клеток. Если совместить CRISPR/Cas9 с доставкой при помощи «векторов», это позволит системно воздействовать на организм и изменять геном большого числа клеток.
Генная терапия может быть использована для модификации клеток внутри или вне организма. Когда это делается внутри тела, врач вводит несущий ген в ту его часть, которая имеет дефектные клетки. Для модификации клеток вне организма кровь, костный мозг или другую ткань можно взять у пациента, а конкретные типы клеток можно выделить в лаборатории.
Новый ген вводится в эти клетки. Клетки оставляют для размножения в лаборатории, а позже вводят обратно пациенту, где они размножаются дальше и в конечном счёте дают желаемый эффект. Заменённые работающие клетки излечат человека. Но это не помешает их детям наследовать исходный дефектный ген.
Чтобы гарантировать, что будущие поколения семьи пациента не будут затронуты генетическим заболеваниями, его половые клетки должны пройти генную терапию. Но в связи с этическими вопросами сейчас перспектива отдалённая.
Генная терапия имеет свои риски. Например, если гены внедряются в неправильном месте генома, они могут создать вредные мутации и инициировать развитие опухоли. К основным проблемам относят иммунный ответ организма, влияние на работу других генов и стоимость.
Первый препарат для генной терапии в Европе Glybera одобрили ещё в 2012 году, но власти Германии дали окончательное разрешение на продажу лишь к 2015 году. Glybera лечит дефицит липопротеинлипазы, болезнь, вызывающую накопление жира в крови, что приводит к сердечно-сосудистым заболеваниям, диабету и приступам панкреатита.
Компания установила розничную цену в €53 тысячи за ампулу. Курс лечения для одного пациента стоил более €1 млн, что сделало его самым дорогим лекарством в мире в то время. С 2012 года всего один пациент прошёл курс лечения этим препаратом. В апреле 2017 года компания UniQure, владеющая Glybera, объявила, что не будет продлевать разрешения на продажи.
Большинство препаратов ГТ создаётся для онкобольных. До 2023 года эта ниша сохранит первенство на рынке. Одна из лидеров отрасли — компания Amgen. Она имеет 37 препаратов в стадии клинических испытаний, 20 из них относятся к лечению опухолей и заболеваний крови. За лекарствами от рака следуют препараты от сердечно-сосудистых заболеваний и инфекций.
Материал написан при поддержке сотрудников лаборатории геномики Института молекулярной и клеточной биологии и Института цитологии и генетики СО РАН.
Комментарий удален по просьбе пользователя
Комментарий удален по просьбе пользователя
уверен, что будут. на масмаркете больше денег, чем в премиуме.
Однако, это не помогло ни Стиву Джобсу, ни Цукербергу, ни Медведеву
Стив Джобс сам отказался от лечения, ему и обычная химиотерапия помогла бы
Комментарий удален по просьбе пользователя
но сначала он морковкой лечился вроде
Зато Путину помогло
https://vk.com/wall-35598590_63556
На фоне последних событий в области генетики иногда кажется, что геном человека — это нечто вроде конструктора, система, свободно открытая к изменениям без какой-либо защиты собственной стабильности. Новое исследование вносит коррективы в эту точку зрения.
После открытия CRISPR, технологии по редактированию генов, казалось, что сейчас она изменит в медицине все, а ученые и врачи смогут без проблем менять геном, излечивая все виды генетических заболеваний без особых проблем с помощью простой неинвазивной процедуры. Таков был план, но CRISPR — это довольно сложная процедура, а при испытании на людях она и вовсе требует сложной инженерии. А тут еще ученые из Стэнфорда выяснили, что большинство людей могут иметь к CRISPR врожденный иммунитет.
Результаты пока находятся в стадии препринта, а значит, они еще не отрецензированы и не опубликованы в журнале, но сама статья уже привлекла огромное внимание экспертов в вопросах генетики.
Часть системы CRISPR происходит от бактерий. Конечно, CRISPR был модифицирован, но в основе своей он по-прежнему сохраняет бактериальную основу. А значит наша иммунная система может на него реагировать и атаковать.
В центре проблемы белок Cas9, именно он таргетирует и вырезает определенные отрезки ДНК. Без Cas9 CRISPR работать не будет, но именно с этим белком наши тела могут сражаться. Cas9 обычно находится во вредоносных бактериях, вроде Staphylococcus aureus и Streptococcus pyogenes, которые соответственно вызывают стафилококковые и стрептококковые инфекции, и обычно это хорошо, что наши тела блокируют его действие.
То есть при реакции человеческой иммунной системы все модификации с генами, сделанные с помощи CRISPR, могут просто не сработать. Существуют уже несколько трюков, которые исследователи используют для обхода иммунных реакций. Например, использовать CRISPR только вне тела или в местах, которые иммунные клетки достичь не могут. Тем не менее, возможно ученым придется заменить Cas9 на другой протеин, не активирующий иммунные системы организма. И если так будет, все исследования подобного рода будут отброшены на несколько лет назад.