Биотехнологии - перспективы и опасения

Облики будущего, видимые уже сейчас: небоскребы, космос сегодняшнего дня - МКС, межпланетные автоматические станции, исследования Солнечной системы.

Re: Биотехнологии - перспективы и опасения

Postby future-dreamer » September 21st, 2015, 11:55 pm

Британские ученые попросили разрешить им менять гены в эмбрионах человека

Image

Британские ученые подали правительству заявку на генное модифицирование эмбрионов человека, сообщает The Guardian. Это произошло спустя всего несколько месяцев после того, как научный мир узнал о подобных экспериментах в Китае, вызвавших бурные протесты.

Эксперименты собираются проводить в Институте Френсиса Крика в Лондоне. Они продлятся около двух недель, а эмбрионы нельзя будет довести до состояния плода. Яйцеклетки и сперматозоиды для опытов пожертвуют пары, у которых образовался излишек после того, как они прошли процедуру экстракорпорального оплодотворения.

Конечная цель ученых — решить проблему выкидышей. Модифицируя эмбрионы человека, они хотят определить гены, активнее всего действующие в первые дни жизни плода, когда эмбрион формирует клетки — основу будущей плаценты. Гены будут включать и отключать с помощью инструмента Crispr-Cas9.

«Полученные знания дадут нам крайне важную информацию о развитии здоровых эмбрионов человека, а также позволят разобраться с причинами выкидышей. Наши эксперименты не являются опасным путем к "дизайнерским младенцам" (когда родители с помощью генной инженерии задают или меняют черты своих будущих детей — прим. «Ленты.ру»), так как законодательство Великобритании в этих вопросах очень сурово», — отметила автор заявки Кэти Ниакан (Kathy Niakan).

Ожидается, что управление по фертилизации и эмбриологии человека (Fertilisation and Embryology Authority, HFEA) выдаст лицензию — с условием того, что экспериментальные эмбрионы уничтожаются через 14 дней.

По мнению академического сообщества, редактировать гены эмбрионов опасно, так как они передают измененную ДНК следующим поколениям и незаметные, на первый взгляд, последствия «правки» могут нанести урон в будущем. Кроме того, эффективная система модификации генов может попасть в руки тех, кто использует ее в заведомо бесчеловечных целях

http://lenta.ru/news/2015/09/18/geneeditedembryos/
Вперед, к звездам!
User avatar
future-dreamer
Lieutenant
Lieutenant
 
Posts: 326
Joined: September 29th, 2012, 6:05 pm
Location: Россия

Re: Биотехнологии - перспективы и опасения

Postby future-dreamer » September 29th, 2015, 8:31 am

Редактирование младенцев
Насколько опасны генные манипуляции с эмбрионами человека


Image

Image

18 сентября 2015 года стало известно, что британские биологи добиваются разрешения на генную модификацию человеческих эмбрионов. Эта новость вызвала широкий общественный резонанс. Тут сошлись две неоднозначные и горячо обсуждаемые темы: изменение состава генов и манипуляции над людьми. Опасно ли это? Почему ведущие ученые США требуют запретить любые эксперименты с генами младенцев? Насколько оправдана такая настороженность?

Китайцы впереди планеты всей

В апреле 2015 года ученые из университета Сунь Ятсена представили академическому сообществу статью с описанием попытки отредактировать геном человеческих эмбрионов. Зародыши, полученные посредством ЭКО, были признаны нежизнеспособными еще до исследования. Они образовались в результате слияния одной яйцеклетки и двух сперматозоидов, поэтому клетки эмбрионов содержали не два набора хромосом, как все клетки человеческого организма (кроме сперматозоидов и яйцеклеток), а три или даже нецелое число наборов. Такие клетки практически не способны делиться правильно: часть генов почти наверняка «путается» и попадает не в то ядро. Тем не менее трипронуклеарные эмбрионы (так они называются по-научному) некоторое время выживают — пока ошибок при делении клеток не накопится слишком много. Как правило, это происходит, когда эмбрион состоит всего из одной-двух сотен клеток.

Ученые планировали вырезать копию гена, вызывающего бета-талассемию (наследственное заболевание крови), и заменить на нормальную. Исследователи хотели выяснить, как клетки человеческих эмбрионов на ранних стадиях развития исправляют ошибки в собственных генах.

Редактирование генов прошло в целом неудачно. Из 86 зародышей, в которые запустили систему ферментов CRISPR/Cas9, выжило чуть более половины. Нужный ген ферменты вырезали из клеток лишь четырех эмбрионов. Кроме того, в ходе редактирования геномов возникали незапланированные изменения последовательности ДНК. Далеко не все из них были благоприятными, и клетки не могли их «починить». Все зародыши состояли из восьми клеток. Это немного, но добиться замены дефектного гена в каждой клетке не удалось. То есть часть клеток одного зародыша в итоге оказывалась нормальной, а часть — нет. Из такого эмбриона не может развиться здоровый взрослый организм.

Аргументы против

Большинство опасений, связанных с изменением ДНК человеческих эмбрионов, относятся к области этики. Лишь некоторые проблемы связаны непосредственно с наукой.

Главный вывод китайских ученых: технология редактирования генов, основанная на системе CRISPR/Cas9, в ближайшее время никак не сможет применяться в клинике. Слишком много у нее изъянов. Тем не менее многие признали проведенные эксперименты неэтичными. Ведь когда-нибудь, когда доля успеха технологии CRISPR/Cas9 в аналогичных ситуациях будет не 4,7 процента (4 из 86), а в 20 раз больше, люди захотят иметь детей с определенным набором генов, дающим им конкретные моральные и физические качества. Конечно, зародыш не спросишь, хочет ли он, чтобы ему поменяли генотип. С другой стороны, проводить какие-либо манипуляции над человеком без его ведома незаконно.

Кроме того, какой-нибудь злой гений, заполучив в руки эффективную технологию изменения генома человека, сможет создавать какие угодно организмы и использовать их в своих целях. Наконец, даже самый успешный метод настройки геномов способен вносить в ДНК эмбриона незапланированные изменения, о которых ученые узнают далеко не сразу — не исключено, что и вовсе через несколько поколений. Какие последствия вызовут такие модификации ДНК, предугадать невозможно. Нечто похожее сейчас происходит при селекции растений и животных. Например, у каждой породы собак свой узнаваемый внешний вид, но вместе с желаемыми характеристиками (длиной лап, формой ушей, окрасом шерсти и так далее) щенок получает в наследство и предрасположенность к определенным заболеваниям, своим для каждой породы.

Человек — царь зверей?

Все волнения по поводу генетической модификации человека, кроме последнего (о незапланированных изменениях ДНК), можно описать одной фразой: люди не желают превращаться в объект исследований. В общем-то, это проявление специецизма — дискриминации по видовому признаку. То есть человек полагает себя «царем зверей». Поэтому над ним нельзя проводить никакие манипуляции без предупреждения, а над другими животными, даже с близкими родственниками человека, — можно. Подразумевается, что животные не просто отличаются от людей, они обязательно проигрывают им хотя бы по одному параметру.

Можно разделять подобные взгляды и превозносить человека над остальными видами, а можно задуматься и задаться вопросом, чем же, собственно, мы лучше остальных. В цивилизованном обществе, постепенно признающем равноправие национальностей, полов и сексуальных ориентаций, логичнее было бы второе — и рано или поздно дойти до осознания того, что в планетарном масштабе все организмы одинаково нужны и имеют равные права на жизнь. Если не придерживаться специецизма, куда более справедливо либо запретить эксперименты на всех организмах вообще, либо разрешить их и на человеческих эмбрионах тоже.

Пока блюстители этики рассуждают о недопустимости «дизайнерских младенцев», выясняется, что редактирование ДНК человеческих эмбрионов (если удастся добиться разрешения на такие исследования) отличается весьма узкой областью применения и связь ее с «проектированием детей» весьма косвенная. По замыслу сторонников изменения геномов, манипуляции с ДНК эмбрионов призваны помочь парам, испытывающим трудности с рождением детей. Сейчас ни о каком медицинском применении технологий редактирования генома нет и речи. Однако научные исследования помогут понять, почему некоторым женщинам никак не удается выносить ребенка и из-за чего выкидыш происходит на самых ранних стадиях развития зародыша — так, что он даже не успевает прикрепиться к стенке матки и образовать нормальную плаценту. Для этого нужно знать, какие гены работают в клетках эмбриона возрастом несколько дней. Это можно выяснить, по очереди «включая» и «выключая» разные гены. (Исследования на мышах не годятся, потому что у них процесс прикрепления зародыша к стенке матки идет по-другому, а значит, в нем задействованы несколько иные гены.) Важно отметить, что, согласно постановлению британского Управления по фертилизации и эмбриологии человека (Fertilisation and Embryology Authority, HFEA) все экспериментальные эмбрионы будут уничтожаться в возрасте 14 дней после оплодотворения, и это никем не оспаривается.

В общем, ученые не собираются да и не способны производить манипуляции, которые приведут к появлению генно-модифицированных детей. И запрещать редактирование ДНК эмбриональных клеток человека примерно так же целесообразно, как запретить разработку искусственного интеллекта, потому что компьютер обыграл человека в шахматы. До результатов редактирования зародышевой ДНК, применимых на практике, еще невероятно далеко.

Что такое хорошо и что такое плохо

Несмотря на все это, директор объединения «Национальные институты здравоохранения» США (NIH, National Institutes of Health) Френсис Коллинз (Francis Collins) заявил, что он и его коллеги считают неприемлемым редактирование ДНК эмбрионов даже в научных целях и NIH не намерены выделять никаких средств на подобные исследования. «Это та черта, которую нельзя пересекать» — отметил он еще в апреле, после известия о работе китайцев.

Автор заявки на разрешение редактирования геномов зародышей Кэти Ниакан (Kathy Niakan), в свою очередь, говорит: «Пусть общество решает, какие исследования приемлемы, а какие нет. Цель науки — проинформировать людей об имеющихся возможностях».

Но если цель науки — только проинформировать, тогда не вполне понятно, кто будет определять общественное мнение. Этические вопросы — одни из самых сложных, и единственно правильного варианта ответа ни на один из них не существует. Так кто же определяет, что хорошо делать ученым, а что плохо? Как правило, усредненная реакция выводится из имеющихся религиозных и общечеловеческих норм морали.

Религиозные догмы изменить сложно, но общечеловеческие нормы морали поддаются коррекции. Нет смысла бездействовать и ждать, когда они сами изменятся благоприятным для ученых образом, пишет в своей колонке в The Guardian британский научный журналист Филипп Болл (Philipp Ball). В интересах деятелей науки активно, но мягко, без излишнего давления менять общественное мнение. Более того, для Британии подобные примеры уже известны. Исследовательница психоактивных веществ Аманда Филдинг сумела организовать несколько кампаний и убедить законодательные органы Соединенного Королевства разрешить исследования психоделиков в медицинских целях. Вопросов к подобным веществам куда больше, чем к ДНК эмбрионов. Так за чем же дело стало?

http://lenta.ru/articles/2015/09/24/geneeditingembryos/
Вперед, к звездам!
User avatar
future-dreamer
Lieutenant
Lieutenant
 
Posts: 326
Joined: September 29th, 2012, 6:05 pm
Location: Россия

Re: Биотехнологии - перспективы и опасения

Postby future-dreamer » December 3rd, 2015, 11:47 am

В США открылся саммит по геномному редактированию

http://www.bbc.com/russian/news/2015/12 ... ing_summit

Сотни ученых собрались в Вашингтоне на саммите по геномному редактированию - типа генной инженерии, позволяющий вносить изменения в ДНК.
Многие эксперты надеются, что новые технологии позволят лечить многие заболевания.
В то же время геномное редактирование по-прежнему остается спорным вопросом, в том числе с этической стороны. Даже некоторые сторонники метода признают, что люди еще недостаточно подготовлены к тому, чтобы безопасно манипулировать ДНК.
Использование этой технологии регулируется в мире по-разному: к примеру, в США исследователям запрещено использовать на эти цели бюджетные средства, зато в Китае уже ведутся полномасштабные разработки.
По словам корреспондента Би-би-си по вопросам медицины, многие эксперты призывают к международному соглашению, которое бы запрещало использование геномного редактирования для создания генетически более развитых людей.
Вперед, к звездам!
User avatar
future-dreamer
Lieutenant
Lieutenant
 
Posts: 326
Joined: September 29th, 2012, 6:05 pm
Location: Россия

Re: Биотехнологии - перспективы и опасения

Postby future-dreamer » December 4th, 2015, 10:52 pm

Ученые отказались от редактирования генов младенцев

http://lenta.ru/news/2015/12/04/nogeneed/

Гены эмбрионов человека, предназначенных для нормального развития во время беременности, менять пока запрещено. Такой решение было принято по итогам трехдневного саммита ведущих ученых из Великобритании, США и Китая, посвященного редактированию генома человека, сообщает Nature News.

Ученые согласились развивать медицинские технологии генетической инженерии, результаты которой не передаются следующим поколениям. Речь идет, например, об исправлении мутаций, вызывающих серповидноклеточную анемию, или о модификации иммунных клеток (чтобы те более эффективно боролись с раком).

Однако редактирование так называемой зародышевой линии — стирание или изменение гена ребенка до его рождения (с целью излечения его от наследственного заболевания и предотвращения передачи болезней следующему поколению) — пока объявлено нежелательным.

«Будет безответственным использовать редактирование зародышевой линии в клинической практике до решения связанных с этим проблем безопасности (…) и до достижения общественного согласия о допустимости этой технологии», — отмечается в коллективном заявлении по итогам саммита.

Тем не менее, оргкомитет не решился окончательно запретить редактировать гены эмбрионов человека и стволовых клеток в фундаментальных научных исследованиях (то есть не в медицинской практике). Такой запрет посчитали нереалистичным: всегда найдутся ученые и целые страны, которые его нарушат, а следить за исполнением и карать за нарушение у научного сообщества возможности нет.

Совещание прошло 1-3 декабря на территории Национальной академии науки, инженерного дела и медицины в Вашингтоне. В нем приняли участие представители Королевского научного общества, Китайской и американских академий. На 2016 год запланировано новое заседание международной комиссии, где поднятые на американском саммите проблемы обсудят более детально.

Споры об опасности данной технологии шли с марта 2015 года, когда китайские ученые впервые модифицировали геном человеческих зародышей. Цзюньцзю Хуан (Junjiu Huang) взял для опытов нежизнеспособные эмбрионы, полученные из местных клиник планирования семьи. Ученый использовал популярную систему редактирования генома CRISPR/Cas9 для удаления из ДНК мутантного гена HBB, вызывающего бета-талассемию — тяжелое генетическое заболевание крови. Однако CRISPR/Cas9 удачно сработал менее чем в 20 процентах случаев.

По мнению академического сообщества, редактировать гены эмбрионов опасно, так как они передают измененную ДНК следующим поколениям и незаметные, на первый взгляд, последствия «правки» могут нанести урон в будущем. Кроме того, эффективная система модификации генов может попасть в руки тех, кто использует ее в заведомо бесчеловечных целях.
Вперед, к звездам!
User avatar
future-dreamer
Lieutenant
Lieutenant
 
Posts: 326
Joined: September 29th, 2012, 6:05 pm
Location: Россия

Re: Биотехнологии - перспективы и опасения

Postby future-dreamer » January 12th, 2016, 4:19 pm

Великобритания разрешит выращивание химер из свиней и овец с органами человека

http://lenta.ru/news/2016/01/12/chimeras/

Image

Правительство Великобритании собралось в ближайшую неделю разрешить выращивание человеческих органов в телах других животных, в частности, свиней и овец. Об этом сообщает The Telegraph.

С этой целью научный комитет по животным британского Хоум-офиса (аналог министерства внутренних дел) на текущей неделе запланировал публикацию первого руководства по использованию химер (животных с отдельными человеческими органами).

Комитет намерен показать перспективность и безопасность использования выращенных в теле других животных человеческих органов. По мнению ученых, это позволит решить проблему нехватки донорских органов (сердца, почек и печени).

Для выращивания человеческих органов наиболее перспективными животными считаются свиньи и овцы. Ученые отмечают, что новые органы не будут подвергаться отчуждению, поскольку для их выращивания будут использоваться стволовые клетки нуждающегося в пересадке человека.

Согласно британскому законодательству, родственники погибшего человека могут запретить использование его органов для трансплантации даже в случае, если он ранее это разрешил. Кроме того, как отмечает издание, в настоящее время врачи столкнулись с увеличившимся количеством некачественных органов для трансплантации. Эксперты связывают это со старением населения и ростом числа людей с избыточным весом.

Эксперименты с химерами уже проводятся в США (без пересадки выращенных органов человеку) в научных целях. «Мы можем сделать животное без сердца. Мы создали свиней, которые не имеют скелетной мышечной ткани и кровеносных сосудов», — рассказал кардиолог Дэниел Гарри из Миннесоты.
Вперед, к звездам!
User avatar
future-dreamer
Lieutenant
Lieutenant
 
Posts: 326
Joined: September 29th, 2012, 6:05 pm
Location: Россия

Re: Биотехнологии - перспективы и опасения

Postby future-dreamer » February 1st, 2016, 9:15 pm

Британским ученым разрешили генную модификацию человеческих эмбрионов

http://www.bbc.com/russian/news/2016/02 ... ryos_tests

Управление по оплодотворению и эмбриологии человека Великобритании разрешило ученым из лондонского Института Фрэнсиса Крика генетически модифицировать человеческие эмбрионы.
Основная цель исследования под руководством доктора Кэти Ниакан - понять, какие гены нужны эмбрионам для успешного развития. Ученые изучат первые семь дней жизни яйцеклетки после оплодотворения - за это время она делится от одной клетки до около 250. В этот период клетки уже организуются для выполнения определенных функций. А от генов зависит, выживет клетка или нет.
Предполагается, что полученные данные помогут, в частности, улучшить процесс развития эмбриона при экстракорпоральном оплодотворении. Эта работа также поможет в лечении бесплодия и предотвращении выкидышей и различных патологий у детей.
В исследовании будут использованы лишь отданные для этих целей эмбрионы. Ученые не смогут пересадить эмбрионы, участвовавшие в опытах, женщинам.
Международный консорциум по стволовым клеткам, этике и праву Hinxton Group в сентябре прошлого года выпустил заявление, в котором призвал разрешить генетическую модификацию эмбрионов человека. В Европе подобные практики запрещены.
А в апреле прошлого года международная группа ученых призвала китайских коллег прекратить эксперименты с генетическим изменением эмбрионов из-за неожиданно большого количества нежелательных мутаций, которые возникли в процессе исследования.
Вперед, к звездам!
User avatar
future-dreamer
Lieutenant
Lieutenant
 
Posts: 326
Joined: September 29th, 2012, 6:05 pm
Location: Россия

Re: Биотехнологии - перспективы и опасения

Postby future-dreamer » February 11th, 2016, 2:51 pm

На российском биопринтере впервые напечатали работающий орган

http://lenta.ru/news/2016/02/09/bioprit/

В России впервые напечатали на биопринтере работающий орган, который успешно прижился у мыши. Об этом в Новосибирске журналистам рассказал исполнительный директор кластера биологических и медицинских технологий Фонда «Сколково» Кирилл Каем, сообщает во вторник, 9 февраля, ТАСС.

«Наш резидент — одна из пяти компаний в мире, которая научилась делать биопринтер. Напечатала работающий орган, пересадила мыши, у мыши щитовидная железа работает, выдает гормоны», — сказал он.

Орган был распечатан на российском трехмерном принтере. В перспективе резидент кластера намерен наладить производство и продажу биопринтеров, в том числе с целью создания (в ближайшие 15 лет) человеческих органов.

«Они собираются печатать и другие органы, про почку речь идет, про печень. Пока все это лабораторный уровень, но это позволит и саму машину (биопринтер — прим. «Ленты.ру») развивать», — отметил исполнительный директор кластера биомедицинских технологий.

Технология печати органов впервые появилась в 2003 году в США. Соответствующий патент был получен в 2006 году. Технология предполагает размещение клеток на биосовместимой основе и использование послойного метода генерации трехмерных структур тканей.
Вперед, к звездам!
User avatar
future-dreamer
Lieutenant
Lieutenant
 
Posts: 326
Joined: September 29th, 2012, 6:05 pm
Location: Россия

Re: Биотехнологии - перспективы и опасения

Postby future-dreamer » February 18th, 2016, 10:14 am

Созданные путем 3D-печати органы заставили приживаться

http://www.bbc.com/russian/science/2016 ... body_parts

Image

Image

Image

Image

Имплантированные в тела животных части костей, мышцы и хрящи, изготовленные на 3D-принтере, функционируют нормально, говорится в опубликованных в журнале Nature Biotechnology результатах разработки американских ученых.
Прорывное открытие дает возможность использования живых тканей для восстановления поврежденных органов.
Врач-профессор из Лондонского университетского колледжа назвал новую технологию "гусыней, которая несет золотые яйца".
Идея интегрировать индивидуальные стволовые клетки человека в изготовленную на 3D-принтере точную копию поврежденного органа способна совершить революцию в регенеративной медицине.
Заменить сломанную челюсть, поврежденную сердечную мышцу или вернуть человеку отсутствующее ухо с помощью такой технологии не составит большого труда.
На сегодняшний день главной проблемой трансплантации искусственно регенерированных органов остается сложность поддержания их жизнеспособности - ткани толщиной свыше 0,2 мм испытывают нехватку кислорода и питательных веществ.
Губка
Команда американского медицинского центра Wake Forest разработала новую методику, которая позволяет изготавливать при помощи 3D-принтера живую ткань, пронизанную микроканалами. Ткань имеет губкообразную основу, что позволяет питательным веществам и нейронным сетям проникать в ее структуру.

Технология представляет собой интегрированную систему, часть которой отвечает за рост тканей, другая - за изготовление на 3D-принтере точной копии заменяемого органа.
Исходный материал состоит из биоразлагаемого пластика, который формирует внешнюю структуру воссоздаваемого органа, и геля на водной основе, который содержит клетки и стимулирует их рост.
Испытания на животных показали, что после имплантации пластик постепенно разрушается, а его место занимает естественная структурная матрица из белков, продуцируемых клетками.
Кровеносные сосуды и нервы вращиваются непосредственно в имплантаты.
Широчайшие возможности
Как говорит профессор Энтони Атала, ведущий исследователь центра Wake Forest, в настоящее время уже можно печатать и человеческие ткани, но ученые хотят дождаться окончания тестов на животных, чтобы понять, насколько прочны воссозданные органы.

Как бы то ни было, 3D-печать открывает новые возможности для медицины. "Предположим, к нам поступил пациент с травмой челюсти, часть которой отсутствует. Мы делаем пациенту томографию, затем передаем данные на принтер, и он создаст недостающую часть челюстной кости, которая будет полностью подходить больному", - сказал он Би-би-си.

Технологии с использованием биоразлагаемых материалов, которые затем пропитывают раствором со стволовыми клетками, уже применяются.
Два года назад в медицинском центре Wake Forest проводились опыты по пересадке выращенных в лаборатории женских половых органов, но в целом возможности таких процедур ограничены из-за проблем с сохранением жизнеспособности клеток.
Как говорит профессор Атала, в их недавнем эксперименте были созданы самые различные виды тканей - мышцы, мягкие хрящи и твердые кости, - что свидетельствует о широчайших возможностях новой технологии.
Золотая гусыня
Профессор Мартин Бирчелл, занимающийся хирургией в Лондонском университетском колледже, называет результаты исследования поразительными.
"Перспектива использования 3D-печати человеческих тканей и органов для имплантации была реальной, но, признаюсь, я не ожидал увидеть такой быстрый прогресс. То, что они сумели создать, можно назвать гусыней, несущей золотые яйца!" - восхитился врач.
Он также считает, что прежде чем использовать новую технологию на людях, нужно провести дополнительные испытания, но надеется, что это займет немного времени.
"Учитывая масштаб этого прорывного исследования, прогресс в других областях, ресурсы, имеющиеся в распоряжении ученых из Wake Forest и насущные потребности здаравоохранения, я думаю, что уже менее чем через десять лет хирурги, такие как я, смогут делать операции с напечатанными органами и тканями. Жду-не дождусь", - добавляет Мартин Бирчелл.
Вперед, к звездам!
User avatar
future-dreamer
Lieutenant
Lieutenant
 
Posts: 326
Joined: September 29th, 2012, 6:05 pm
Location: Россия

Re: Биотехнологии - перспективы и опасения

Postby future-dreamer » March 10th, 2016, 3:31 pm

В Китае врачи вырастили хрусталик глаза с помощью стволовых клеток

http://www.bbc.com/russian/science/2016 ... stem_cells

Image

В Китае проведена новаторская операция по восстановлению зрения у детей, больных катарактой.
Более половины всех случаев слепоты вызываются катарактами - помутнением глазного хрусталика.
Обычно при операциях используются искусственные линзы, но при операции, описанной в журнале Nature, хирурги активировали стволовые клетки в глазу и вырастили новый хрусталик.
Эксперты называют эту операцию одним из самых ярких достижений в области восстановительной медицины.
При обычном лечении помутневший хрусталик размягчается ультразвуком и затем вымывается из глаза.
Затем в глаз вводится искусственный хрусталик, однако эта процедура может приводить к осложнениям, особенно у детей.
Метод, разработанный специалистами в Университете Сунь Ятсена и Университете штата Калифорния в Сан-Диего, предполагает удаление пораженного катарактой хрусталика через небольшой надрез в роговице.
Это помогает сохранить в целости внешнюю оболочку, или капсулу, хрусталика.
Эта структура устлана эпителиальными стволовыми клетками, которые трансформируются в новый хрусталик.
После успешных испытаний на лабораторных животных офтальмологи провели клинические испытания на 12 детях.
По истечении восьми месяцев у всех детей восстановленный хрусталик достиг размеров первоначального.
Клинические испытания будут продолжены на более старших пациентах, так как стволовые клетки в эпителии детей обладают наибольшим потенциалом регенерации.
От катаракты страдают преимущественно пожилые и старые люди, однако ученые считают, что стволовые клетки могут помочь и им в восстановлении поврежденных тканей глаза.
Первые испытания операции у пожилых людей дали обнадеживающие результаты.
Вперед, к звездам!
User avatar
future-dreamer
Lieutenant
Lieutenant
 
Posts: 326
Joined: September 29th, 2012, 6:05 pm
Location: Россия

Re: Биотехнологии - перспективы и опасения

Postby future-dreamer » April 1st, 2016, 9:13 am

Монстр из пробирки Достигнут прогресс в создании синтетической формы жизни

http://lenta.ru/articles/2016/03/26/lifehack/

Image

Image

Image

Image

Биологам удалось создать бактерию с синтетическим геномом, убрав из нее все гены, без которых можно обойтись. Микроорганизм способен существовать только в идеальных для него лабораторных условиях, поэтому вряд ли может представлять опасность для тех, кто подозрительно относится к подобным экспериментам. «Лента.ру» ознакомилась с революционным исследованием и выяснила, чем так важны его результаты.

Клетки являются фундаментальной единицей живого организма. Их существование, в свою очередь, зависит от генома — совокупности всего наследственного материала, куда входят гены и не кодирующая белки ДНК. В геноме содержится зашифрованная информация, которая определяет химический состав клетки, обмен веществ, ее структуру, размножение и многое другое. Каждый геном является своего рода инструкцией, по которой осуществляются процессы жизнедеятельности, как общие для всех живых организмов на Земле, так и специфичные для конкретных видов.

Геном активно взаимодействует с цитоплазмой клетки. С одной стороны, он определяет функции отдельных ее компонентов, а с другой — некоторые из этих компонентов сами регулируют активность генов, ускоряя или подавляя производство жизненно важных белков. Геном можно рассматривать как часть программного обеспечения клетки. Секвенирование — метод, с помощью которого можно определить химический состав ДНК, позволяет расшифровать инструкции, зашифрованные в геноме, и определить, какие функции выполняет конкретный участок ДНК.

Ученые много лет изучали возможность упростить геном бактериальной клетки так, чтобы оставались только гены и регуляторная ДНК, обеспечивающие базовые функции — рост и размножение — в идеальных условиях лаборатории. В природе организмы с таким геномом выжить не смогли бы, поскольку они должны были бы адаптироваться к постоянно меняющейся окружающей среде, а гены, обеспечивающие такую пластичность, у них удалены.

Типичные бактерии, такие как Bacillus subtilis и Escherichia coli, способны хорошо адаптироваться, поскольку несут в себе гены, которые задействуются только при определенных условиях. Размер кодирующего генома этих бактерий состоит из четырех-пяти тысяч генов. Другие бактерии предпочитают стабильную среду, которая не меняется тысячелетиями, поэтому эволюция «выключает» лишнюю ДНК навсегда.

В 1984 году американский биофизик Гарольд Моровитц, занимающийся вопросами происхождения жизни, предположил, что микоплазмы могут быть удобным объектом для исследования базовых основ жизни. Микоплазмы — класс бактерий, которые представляют собой простейшие из известных клеточных организмов. Секвенирование генома Mycoplasma genitalium было завершено в 1995 году, однако определение функций конкретных его участков оставалось сложной задачей.

Микоплазмы обычно развиваются в среде, богатой питательными веществами, например, в клетках животных и человека, на которых паразитируют. Эта среда относительно стабильна, поэтому они имеют самый маленький известный геном среди самостоятельно воспроизводящихся организмов. В 1996 году биоинформатики Евгений Кунин и Аркадий Мушегян сравнили геномы двух бактерий — гемофильной палочки Haemophilus influenzae (содержит 1815 генов) и M. genitalium (525 генов — самый маленький известный микоплазматический геном). Они смогли определить 240 генов, которые встречались у обеих бактерий и охватывали большую часть основных клеточных функций. Ученые добавили к ним дополнительно 16 генов, необходимых для осуществления жизненно важных метаболических процессов, и получили то, что назвали «наименьшим возможным набором генов».

В 1999 году команде биологов под руководством Крейга Вентера с помощью метода, который называется глобальным транспозонным мутагенезом, уточнили количество генов из наименьшего набора. Ученые по очереди выключали гены M. genitalium, встраивая в них транспозоны — «прыгающие» фрагменты ДНК, которые способны передвигаться и размножаться в пределах генома. Если бактерия выживала при выключенном гене, то он считался несущественным для ее жизнедеятельности. Оказалось, что наименьший возможный набор генов должен включать в себя минимум 375 генов. Минимум, потому что у этого метода есть недостаток: если у гена имеется «дублер», то при выключении их по очереди клетка, естественно, выживает, но если сразу оба — она погибнет.

Примерно в то же самое время ученые начали разрабатывать методы создания искусственного генома, чтобы воссоздать минимальный набор генов. Недостаточно быстро размножающуюся M. genitalium они заменили более подходящей для лабораторных опытов M. mycoides. Размер генома последней составляет около 900 генов или, иными словами, более миллиона спаренных оснований — «строительных кирпичиков» двойной цепочки ДНК. В 2010 году биологи получили штамм JCVI-syn1.0 — микоплазму с химически синтезированным геномом. Для этого ученые встраивали отдельные фрагменты ДНК M. mycoides в клетку бактерии-реципиента, собственный геном которой был предварительно разрушен. JCVI-syn1.0 являлась практически точной копией M. mycoides , если не считать наличие «технической» ДНК (генетические маркеры), которая использовалась в качестве «лесов» для строительства генома.

В новой работе команда биологов использовала данные, ранее добытые ими с помощью транспозонного метода, а также сведения из других статей, в которых оценивалась жизнеспособность бактерий при постепенном удалении из них участков ДНК. Кроме того, чтобы исключить «дублеров», исследователи определяли функции генов, сравнивая их с похожими генами, назначение которых было уже известно. Таким образом, все гены M. mycoides были классифицированы как необходимые или несущественные. На основе всей доступной информации и с помощью постоянных экспериментальных проверок ученые смогли определить минимальный геном.

Все исследование можно представить в виде цикла. На каждом этапе биологи синтезировали в клетках дрожжей различные неполные геномы JCVI-syn1.0, убирая из них гены, которые гипотетически являлись несущественными. Затем геномы трансплантировали в реципиентные клетки M. capricolum, после чего определялась жизнеспособность полученных микроорганизмов. После этого ученые переоценивали важность конкретных генов, и цикл начинался заново. В конце концов, исследователи получили новый штамм бактерий — JCVI-syn3.0, чей геном был сокращен вдвое по сравнению с предыдущей версией и составил 531 тысячу спаренных оснований. Он кодирует 438 белков и 35 видов регуляторной РНК — всего 437 генов.

Ученые выяснили, что 49 процентов оставшихся генов сохранили свои функции со времен последнего общего предка. Роль других 149 генов оказалась на данный момент неизвестной, хотя их потенциальные гомологи (гены, имеющее общее происхождение) были найдены в других организмах и кодируют белки, чьи функции пока еще не выяснены. С другой стороны — сохранились почти все из генов, работа которых связана с транскрипцией и регуляцией ДНК, метаболизмом РНК, сворачиванием белков, синтезом рибосом, а также удвоением ДНК, ее восстановлением и другими генетическими механизмами, которые могли существовать с самых ранних времен развития жизни.

Всего биологи удалили 428 генов. Функции большинства из них также неизвестны, однако 73 гена представляли собой мобильные генетические элементы — перемещающиеся внутри генома последовательности ДНК — и участки генома, которые кодируют ферменты, осуществляющие гидролиз нуклеиновых кислот. Также были удалены 72 гена, отвечающие за синтез липопротеинов — белков, задействованных в метаболизме липидов. Поскольку питательная среда в условиях лаборатории обеспечивала клетки всеми необходимыми веществами, отпала необходимость в генах, участвующих в транспорте, катаболизме, разложении белков и других метаболических процессах, которые стали излишними.

Важным результатом исследования является не то, что удалось получить «универсальное генетическое ядро жизни», — это принципиально невозможно сделать, так как в разных организмах гены из наименьшего возможного набора могут быть не только разными, но и иметь различное происхождение. Главное значение работы в том, что была создана универсальная платформа для изучения основных функций жизни и исследования структуры генома. Кроме того, сам метод, разработанный учеными для синтеза JCVI-syn3.0, позволяет создавать новые геномные конструкции, а также проектировать модельные клетки, функция каждого гена которых хорошо известна. По словам исследователей, это даст возможность создавать метаболические пути для синтеза лекарственных препаратов и промышленных химикатов.
Вперед, к звездам!
User avatar
future-dreamer
Lieutenant
Lieutenant
 
Posts: 326
Joined: September 29th, 2012, 6:05 pm
Location: Россия

PreviousNext

Return to Будущее уже наступило!

Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 5 guests

cron