Генна інженерія – це метод біотехнології, який займається дослідженням перебудови генотипів. Генотип – це не просто механічна сума генів, а складна система. Генна інженерія дозволяє шляхом операцій в пробірці переносити генетичну інформацію з одного організму в інший. Перенесення генів дає можливість долати міжвидові бар’єри і передавати окремі спадкові ознаки одних організмів іншим.
Можливості генної інженерії
Основною заслугою генної інженерії є можливість позбавлення людства деяких хвороб, винайдення нових способів лікування. Також генну інженерію застосовують в силекції (виведення нових видів та сортів тварин та рослин).
Генна інженерія в селекції.
Одна з важливих задач – отримання рослин, стійких до вірусу, так як в даний час не існує інших способів боротьби з вірусними інфекціями сільськогосподарських культур. Введення в рослинні клітини генів білків оболонки вірусу, робить рослини стійкими до даного вірусу. В даний час отримані трансгенні рослини, здатні протистояти дії декількох десятків різних вірусних інфекцій.
У генно-інженерних лабораторіях Бельгії та США успішно проведені роботи по впровадженню в рослинну клітку генів земляної бактерії Bacillus thuringiensis, що дозволяє синтезувати інсектициди бактеріального походження . Ці гени ввели в клітини картоплі, томатів і бавовника. В результаті чого вони стали більш стійкі та витривалі. Використання генної інженерії дозволило скоротити застосування інсектицидів на 40 – 60%.
В твариному світі генна інженерія дозволяє виводити нові породи собак, а також ведуться розробки позбавлення собак деяких генетичних хвороб.
Століття інбридингу привели до того, що у багатьох порід собак сильно обмежений генофонд, а відсутність генетичної різноманітності призводить до таких розладів, як брахицефалия у бульдогів, гіперурикемія у далматинців і кардіоміопатія у боксерів.
Девід Айши – розводить собак в штаті Міссісіпі, та планує змінити такий стан справ. До сих пір він використовував селекцію. Айши планує застосовувати генну інженерія для виведення здорових собак.
Мутація гена SLC2A9 у собак призводить до надлишку сечової кислоти в крові, що викликає появу хворобливих каменів в сечовому міхурі. Через них сечовий міхур може навіть лопнути.
Щоб вивести цю мутацію, доводиться чекати випадкової появи позитивної мутації ,але на це можуть піти десятиліття. Редагування генів CRISPR може зробити це за кілька місяців.
Проте зараз Керівництво FDA відзначає, що редагування генів «піднімає фундаментальні етичні питання про життя людей і тварин». Саме ці питання викликають негативну реакцію, коли мова доходить до теми редагування генів. Вчені побоюються, що генна інженерія вийде за рамки благих намірів , а породить нові проблеми.
Генна інженерія людини
Питання застосування генної інженерії для людей довгий час залишалось на перших шпальтах, адже визначення гуманності та етичності не давало дозволу легко впровадити метод.
Та вчені змогли довести необхідність та користь даного методу.
Технології генної інженерії дозволяють редагувати ДНК людського ембріону для виключення небезпечних захворювань ще до народження дитини. Крім того, за допомогою генної інженерії можливе створення методів лікування генетичних захворювань за допомогою генотерапії.
«Редагування людського генома має величезні перспективи для розуміння, лікування або профілактики багатьох руйнівних генетичних захворювань, а також для поліпшення лікування багатьох інших хвороб. Проте редагування генома для поліпшення рис або здібностей крім звичайного здоров’я викликає побоювання, бо є певна вигода і ризики. »- повідомила Альта Чаро, співголова дослідницької комісії Національної академії наук.
Редагування генів являє собою зміну або повне відключення тих чи інших генів. Процес це надзвичайно складний і вимагає участі висококласних фахівців і дорогої медичної апаратури. У вчених пішло багато років на розробку зручного та ефективного інструменту для редагування генів. Але існує ще більш ефективний спосіб, відомий як CRISPR. Завдяки цій методиці на редагування у фахівців йде всього кілька тижнів, а не довгі роки копіткої праці.
CRISPR(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)- це новітня розробка, яка базується на імунній системі бактерій. Дана розробка дає можливість позбутись таких жахливих звороб як ВІЛ, гепатит та ін. Даний метод заключається в тому, що бактерії здатні переробляти свою ДНК так, щоб стати стійкими до деяких вірусів. Вчені використовують цю можливість для перебудови людького геному.
Дану розробку було вперше застосовано в Китаї, а цього річ у США на ембріоні людини. Вчені заявили, що дослідження мають продовжуватись, для того, щоб сім’ї, у яких є геннетичні відхилення могли народити здорових дітей.
Редагування генів відкрило перед вченими двері в незвіданий світ. Світ, повний нових можливостей, здатний подарувати життя, здавалося б, безнадійно хворим людям. Експериментальні методи лікування, які використовують редагування генів, вже приносять свої перші плоди. Наприклад, маленька дівчинка Лайла (ви можете бачити її на фото), яку в 2015 році почали лікувати генетично модифікованими імунними клітинами, і це дало змогу повністю вилікувалася від вбиваючої її лейкемії.
Зараз вчені намагаються знайти спосіб прискорення перебудови хворого гена та знайти способи боротьби ще більшою кількістю хвороб.
