Hogyan kell kezelni a genetikai betegségek
Az egyik legszörnyűbb betegség, amely „kölcsönöz” a természet az ember - egy genetikai betegség. Lehetőség van, hogy sikeresen betegségek leküzdésére kórokozók - baktériumok és vírusok, de ha a probléma a humán genomban a születés, segíti a beteget, hogy rendkívül nehéz. A modern tudomány folyamatosan keresi a lehetőséget, hogy „megjavítani” a mutáns géneket.
Duchenne izomsorvadás - az egyik ritkán előforduló, de még mindig viszonylag gyakori genetikai betegség. A betegséget diagnosztizáltak három-ötszöröse éves, általában a fiúk megjelenő eleinte csak a mozgási nehézség, hogy tíz év szenved Duchenne nem megy a 20-22 év élete véget ér. Ez okozta mutáció a disztrofin gén található, amely az X kromoszómán. Ez egy olyan fehérjét kódol, amely összeköti a izomsejtmembrán kontraktilis szálak. Funkcionálisan, ez egyfajta egy rugó, amely sima vágás, és a integritását a sejtmembrán. Gén mutációja vezet degeneráció a vázizomzat, a membrán és a szív. A kezelés a betegség palliatív jellegű, és lehetővé teszi, hogy csak egy kicsit enyhíteni a szenvedést. Azonban a fejlesztés a géntechnológia, nem volt fény végén az alagút.
Ezek lehetővé teszik, hogy az élő modell súlyos genetikai betegség emberben. Az emberek hálás lehet az ilyen apró lények.
Mintegy Háború és béke
Génterápia - egy a sejthez történő szállításra struktúrák nukleinsavak a genetikai betegségek kezelésére. Révén az ilyen genetikai terápia lehet megoldani a problémát szintjén a DNS és RNS, a kifejezés a változó folyamat a kívánt fehérje. Például, a sejt képes szállítani DNS a javított szekvenciához, amely egy funkcionális fehérje szintetizálódik. Vagy éppen ellenkezőleg, eltávolíthatja specifikus genetikai szekvenciák, amelyek segítenek csökkenteni a káros hatások mutációk. Elméletileg ez egyszerű, de a gyakorlatban, génterápia alapja egy komplex technológia dolgozik tárgyak mikrokozmosz és képviseli egy sor élvonalbeli know-how a molekuláris biológia területén.
„Disztrofin gén, amelynek mutációi ad okot Duchenne izomsorvadás, nagy - mondja a rendező a fejlesztés a biotechnológiai cég” Marlin Biotech”, PhD, Vadim Zhernovka. - Ez magában foglalja a 2,5 millió bázispár, hogy össze lehet hasonlítani a betűk száma az új „Háború és béke”. És most képzeljük el, hogy mi húzta ki több epikus néhány fontos oldalak. Ha jelentős események ezeken az oldalakon ismertetett, a könyv megértését is nehéz lett volna. De a gén nehezebb. Keressen egy másik példányát „Háború és béke” nem nehéz, majd a hiányzó oldalakat lehet olvasni. De a disztrofin gén jelen van az X-kromoszóma, és a férfiak egyedül volt. Így a nemi kromoszómák fiúk születéskor tárolják csak egy példányt a gén. További elérhető máshol.
Végül, amikor a fehérje szintézisét RNS fontos, hogy megőrizzék a leolvasási keret. leolvasási keretben határozza meg, mely csoport három nukleotid olvasni, mint a kodon, amely megfelel egyetlen aminosav a fehérje. Ha a deléció történt egy gén DNS-fragmens nem többszöröse a három nukleotid, a leolvasási keret eltolódás lép fel - a kódolási változik. Meg lehetne helyzethez képest, amikor, miután leszakadt lapok egész többi könyv összes betűt helyébe a következő alfabetikus sorrendben. Get halandzsa. Ez ugyanaz a dolog történik a rossz szintetizált fehérje. "
biomolekuláris tapasz
Az egyik leghatékonyabb módszer a génterápia visszaállítja a normális fehérje szintézist - exon kihagyás a rövid nukleotid-szekvenciák. A „Marlin Biotech” kifejlesztett egy technológiát a disztrofin gén egy ilyen módszer alkalmazásával. Mint ismeretes, a transzkripció során (az RNS-szintézis) első kialakítva egy úgynevezett prematrichnaya RNS magában foglalja mind a fehérje kódoló részeket (exonok) és a nem-kódoló (intron). Következő kezdődik a folyamat splicing, amelyben a intronokat és exonokat elválasztjuk, és kialakítva „érett” RNS, amely csak exonok. Ezen a ponton, néhány exon lehet zárni, „közelről” segítségével speciális molekulákat. Ennek eredményeként az érett RNS nem kódoló régiókban, ahonnan mi inkább megszabadulni, és így helyreállt a leolvasási keret, fehérje szintetizálódik.
„A technológia már hibamentesített in vitro, - mondja Vadim Zhernovka, azaz sejttenyészetekben nőtt a sejtek betegek Duchenne izomsorvadás. De néhány sejt - ez nem a test. Zavaró a folyamat a sejt, akkor be kell tartaniuk a következményeket élő, de vonzza az embereket, hogy a tesztek nem lehet különböző okok miatt - az etikai, hogy a szervezet. Ezért vált szükségessé, hogy a modell a Duchenne-specifikus mutációkkal alapján a laboratóriumi állatok. "
Reakcióvázlaton szemléltetjük CRISPR / Cas9, amely magában foglalja a szubgenomi RNS-ek (sgRNA), annak egy részét, funkciók, mint egy útmutató RNS, és fehérje-nukleáz Cas9, amely átvágja mindkét szálát a genomiális DNS-RNS-t a vezető helyzetben.
Mint egy mikrokozmosza piké
A transzgenikus állatok - kapunk laboratóriumi állatokban, amelyekben a célzott gént, tudatosan módosított. Vissza a 70-es a múlt század világossá vált, hogy a teremtés génmanipuláltak - a legfontosabb módszer tanulmányozására a gének és fehérjék. Az egyik legkorábbi előállítási módszerei teljes mértékben géntechnológiával módosított szervezet volt az injekció a DNS-nek a pronukleusz ( „core elődje”) zigótákat megtermékenyített tojást. Ez logikus, hiszen a módosított gén az állat legkönnyebben elején fejlődését.
Injekció a zygóta - meglehetősen bonyolult eljárás, beszélünk mikromértékű. egér petesejt átmérője 100 mikron, és a pronukleusz - 20 mikron. A művelet zajlik mikroszkóp alatt 400-szoros nagyítású, azonban az injekció - a leginkább, hogy sem a kézzel készített. Természetesen a „injekció” nem vonatkozik a hagyományos fecskendő és egy speciális üveg tűt egy üreges csatornát belül, ahol a genetikai anyag tárcsázott. Az egyik vége is tartsa a kezében, és a többi - ultra vékony és éles - szinte nem látható szabad szemmel. Természetesen egy ilyen törékeny szerkezete boroszilikát üveg nem tárolható hosszú ideig, ezért a rendelkezésére álló laboratóriumi van egy sor olyan lemezek, amelyek közvetlenül előtte a munka feszített egy speciális géppel. Régen egy speciális rendszer a kontraszt képalkotó sejtek nélkül színező - beavatkozást a pronukleusz önmagában traumatikus és kockázati tényező a túlélés a sejt. Festés lenne még egy ilyen tényező. Szerencsére a tojás igen szívós, de ez a szám zigóták keletkeztető transzgenikus állatok jelentik csupán néhány százaléka az összes tojást, amelyben a DNS-injekció készült.
A következő lépés - műtéti. Végzett művelet transzplantációs mikroinjektálhatjuk zigótákig a tölcsérbe a petevezeték a címzett egér, ami lesz a béranya a jövő transzgén. További laboratóriumi állatok természetesen átmegy a terhesség ciklust, és az utód jelenik meg. Jellemzően egy alom mintegy 20% transzgén egerek arról is beszél, hiányosságokat a módszer, hiszen egy nagy eleme a véletlen. Amikor injektált kutató nem tudja ellenőrizni, hogy a beágyazott DNS-fragmensek fognak fejlődni a jövőben organizmus genomjába. Nagy valószínűséggel ilyen kombinációk, hogy vezet, hogy a halál az állat még mindig az embrionális stádiumban. Azonban a módszer működik, és ez alkalmas számos tudományos célokat.
Injekciós DNS-t a pronukleusz a zigóta - az egyik legkorábbi és a hagyományos technikák létrehozásának transzgén. Injekciós kézzel végzik útján ultravékony tűk mikroszkóp alatt egy 400-szeres növekedését.
DNS Olló
De van egy hatékonyabb módja alapján a cél-genom szerkesztését CRISPR / Cas9 technológia. „Ma a molekuláris biológia olyasmi, mint a korszak hosszú tengeri expedíciók vitorlázás, - mondja Vadim Zhernovka. - Szinte minden évben ezen a tudomány vannak nagyobb felfedezéseket, amelyek megváltoztathatják az életünket. Például néhány évvel ezelőtt, mikrobiológusok felfedezték, hogy egy hosszú idő, úgy tűnik, a vizsgált baktériumfaj immunitás a vírusos fertőzések. Ennek eredményeként a további vizsgálatok során kiderült, hogy a bakteriális DNS-t tartalmaz egy adott lókusz (CRISPR), amelyből a szintetizált RNS-fragmensek képesek, hogy kiegészítő módon kötődnek nukleinsavak idegen elemek, mint például a DNS-vagy RNS-vírusok. Ilyen Cas9 RNS kötődik az egy fehérjét egy enzim-nukleáz. RNS arra szolgál, hogy Cas9 tartőiapján specifikus DNS részt, ahol a nukleáz teszi metszést. Körülbelül 3-5 évvel ezelőtt, az első tudományos munka, amely alakult CRISPR / Cas9 technológia genom szerkesztést. "
Összehasonlítva a módszer bevezetésének konstrukciók véletlenszerű inszertálásával, az új módszer lehetővé teszi, hogy vegye fel elemek CRISPR / Cas9 rendszert úgy, hogy az pontosan megcélozni RNS útmutatókat a kívánt részeit a genom és elérni a célzott delécióját vagy inszercióját a kívánt DNS-szekvencia. Ebben az eljárásban is, lehetséges hibák (RNS útmutató néha nem kapcsolódik a részét, amelyben orientálják ő), de CRISPR / Cas9 hatékonyság létrehozása transzgének már mintegy 80%. „Ez a módszer ígéretteljes, nem csak létrehozni a transzgén, hanem más területeken, különösen a génterápia, - mondja Vadim Zhernovka. - Azonban a technológia még csak a kezdet, és elképzelhető, hogy a megfelelő gén kódot ember fogja használni a CRISPR / Cas9, elég nehéz a közeljövőben. Bár a hiba valószínűségét, fennáll annak a veszélye, hogy az emberek elveszítik néhány fontos kódoló részei a genomban. "
A fejlesztés a transzgenikus technológia lehetővé teszi, hogy készítsen állati fehérjék által igényelt a gyógyszeripar. Ezek a fehérjék tejéből vonják transzgenikus kecskék és tehenek. Van is egy technológia termelés specifikus fehérjék csirke tojás.
Milk-drog
Orosz cég „Marlin Biotech” sikerült létrehozni transzgénikus egér, amely teljes mértékben reprodukálni eredményező mutáció Duchenne izomsorvadás, és a következő lépés az lesz, teszteli a génterápia technológiának. Azonban létrehozását modellek emberi genetikai betegség alapját laboratóriumi állatok - nem az egyetlen lehetséges alkalmazása transzgén. Tehát a munka folyik a biotechnológia területén, amely fontos a gyógyszeripar gyógyszer állati eredetű fehérjék az orosz és a nyugati laboratóriumok. Ahogy működhet termelő tehén vagy kecske, amelyben az elemi cella lehet változtatni a tejtermelés fehérjék. Ez lehet tejből kivont fehérje hatóanyag, amely nem lehetséges kémiai eljárással, miközben egy természetes mechanizmust, amely fokozza a gyógyszer hatásosságának. A jelenleg kifejlesztett technológiával ilyen adagolási egységek elkészítésének fehérjék, mint például humán laktoferrin, prourokináz, lizozim, Katrin, antitrombin, és mások.
Ahelyett, hogy egy ilyen bonyolult és még hatástalan kezelés nem tanácsos gyermeket. előre ítélve betegség. Prenatális genetikai diagnosztika még gyanúja hordozói a hibás gént. Talán a jövőben lehetőség lesz ismét a prenatális szakaszban korrigálja a hibás gént. Vagy, mint ebben az esetben, hogy megtörje az ő örökségét. Azaz, egy nő hordozza a gént volna egy lány, aki lesz egészséges anyai X kromoszóma, meg kell határoznia a prenatális diagnosztika. És unokája a nő már immunis a betegségre Duchenne
Igen, van, de meg kell, hogy menjen még tovább - és hátrányára a modern orvostudomány megértése HUMANITY megszünteti (megint a modern értelemben vett) nem a fizikai terápia csak hagyja, és a megelőzés a kutatás minden szál (!). Az egyik cél. tartani a genom, amely harcolt millió éves természetes szelekció. Ellenkező esetben, az emberiség nagyon gyorsan (néhány ezer év) degenerált, mert a „genom szemetet.” Ügyeljen arra, hogy hozzon létre hatalmas DNS bankok, ahol kötelező átadni gen.material.
Ha megy a script a legjobb humanista hagyományokat. majd az állam. szintű programok létrehozása, amelyek tiltják szülni beteg szülők, általánosan alkalmazott eugenika. De jobb, csak az ilyen „kísérletek a” tenni. amikor teljesen tisztázott, a mechanizmus a természetes szelekció. Mothball evolúció alkalmazásával régi modellek (bár egészséges) genomban. szintén nem a legjobb megoldás ...