Кроме злосчастного ковида, 2020 год был отмечен эпохальным событием в науке о жизни

Кроме злосчастного ковида, 2020 год был отмечен эпохальным событием в науке о жизни. Свою более чем заслуженную нобелевскую премию получили две выдающиеся представительницы прекрасной половины человечества — Дженнифер Дудна и Эммануэль Шарпантье. По значимости открытый ими метод сопоставим, наверное, с изобретением колеса. Никогда за всю историю в руках у человека ещё не было столь филигранного инструмента, способного корректировать зерно, сердцевину, саму суть всего живого на земле — ДНК.

[https://vk.com/wall-37948240_607150|CRISPR-Cas9] — самые маленькие ножницы с самыми гигантскими возможностями — вот что представили миру великолепные дамы. Изучением системы CRISPR занимались десятки исследователей, труд каждого из которых золотыми буквами вписан в книгу этой революционной технологии, но диадемой на вершине горы стал готовый метод редактирования генов, о котором в начале пути никто и подумать не мог.

Источником вдохновения для учёных стали странные повторяющиеся последовательности в геномах бактерий и архей. Было понятно, что структура у этих «миникнижек» была одинакова, но вот содержание выглядело полной билебердой. Выяснилось, что это не бессмысленные фразы, а просто сильно сокращённые ссылки на другие тексты, отделённые друг от друга и повторяющиеся. А «ссылки» эти были на геномы бактериофагов (вирусов, поражающих бактерий), с которыми приходилось сталкиваться одноклеточным.

Это был своеобразный «чёрный список», кратко описывающий опасных врагов. Этот список бактерии могли дополнять и передавать следующим поколениям. То есть, по сути, это природный способ редактирования генов, который прокариоты использовали с незапамятных времён. Но узнавать врага недостаточно, надо с ним ещё и бороться как-то. Поэтому к таким CRISPR-спискам присоединялись рецепты изготовления белков-капканов (Cas). Устройство капканов может быть разным у разных бактерий, но функция одна — разрезать генетический материал в тех местах, которые совпадают со строками из списка CRISPR.

Само по себе это явление было весьма интересным, потому что тогда впервые узнали о существовании бактериального внутриклеточного приобретённого иммунитета. Но должно было пройти время, пока некоторые гениальные головы не начала посещать мысль, как можно этот инструмент использовать в собственных целях.

Метод получился несложным, недорогим, а самое главное — феноменально точным. Учёные переписывали CRISPR-списки, добавляли к ним один из бактериальных капканов (Cas9), подтачивали систему под эукариотические клетки и адресовывали прямёхонько в ядро. Получилось, что таким образом можно сделать разрезы в любом известном месте #ДНК любого живого существа. Причём изменения внести даже на стадии взрослого организма.

Но что даёт такой разрез? Сам по себе он просто активирует ядерную «службу МЧС» — репарационные системы. Эти белки умеют латать разрывы в ДНК двумя способами: чисто на опыте соединять оборванные концы, не обращая внимания на пропавшую лишнюю деталь, или посмотреть, как там это сделано на соседней гомологичной хромосоме и скопировать вырезанный кусочек оттуда.

Первый метод сшивания удобен, когда надо вырезать что-то из ДНК, а второй актуален, когда надо что-то в неё вставить. Для вставки или замены в ядро кроме CRISPR-Cas9 комплексов засылают и нужный кусок ДНК с помощью подходящего вектора. То есть обманывают МЧСников, подсовывая им в качестве образца другую схему.

Моментально метод CRISPR-Cas9 начали использовать практически везде. В сельском хозяйстве он помогал формировать полезные качества у культурных растений. В биологии и физиологии позволил создавать уникальные модельные организмы для изучения свойств генов. В медицине с помощью метода начали лечить генетические и наследственные недуги (а к генетическим заболеваниям относятся в том числе и онкологические).

А в 2018 году Хэ Цзянькуй потряс мировую общественность заявлением, что отредактировал геном двух девочек на стадии эмбриона, а они родились и растут. Китайский Робин Гуд вшил девочкам «ген невосприимчивости к ВИЧ». У одного ребёнка ген отредактирован на обеих хромосомах, у второго — только на одной. Учёного, конечно, осудили и, скорее всего, посадят, но что будет с девочками? Пока первые в мире ГМО-люди растут под пристальным наблюдением врачей. А Великобритания уже сделала шаг в сторону «дизайнерских людей», первая в мире одобрив терапию на основе CRISPR-Cas9.

Источник: vk.com

Комментарии: