Спецпроект

Що таке генна інженерія і чому ГМО — це не завжди погано


Переходячи на здоровий спосіб життя, люди масово скуповують продукти із позначкою «Без ГМО». Як не парадоксально, але така «органіка» — це не завжди добре, більше того, ГМО подекуди навіть корисні. Більшість людей просто бояться того, чого не розуміють, а «генномодифікований організм» і справді звучить страшно. Тим не менше генна інженерія — це технологія, яка не лише допомагає змінювати гени організмів, а й суттєво вплине на майбутнє нашої планети. У Китаї вже народилися діти з модифікованими генами, чиї організми, за запевненням учених, будуть стійкими до ВІЛ. Тому генна інжеенрія — це скоріше незворотній процес, аніж щось неможливе. Пропонуємо розібратися, як це працює і які проблеми вирішує. 

Що це таке

Генна інженерія (генна модифікація) — це процес змінювання ДНК в геномі організму. У ній застосовуються різні методи молекулярної генетики, направлені на штучне створення нових генів, які не зустрічаються в звичайній природі. Чужорідні для організму гени вводять у його клітини і вбудовують у геном для різних цілей. Зокрема, це може бути вивчення будови генетичного апарату, надання організму-господарю бажаних якостей (як от стійкості до інфекцій). Генна інженерія використовує складні й тонкі методи сучасної генетики, які дозволяють працювати з мізерною кількістю генетичного матеріалу. Важливо пам’ятати, що гени змінюються (мутують) у всіх живих організмів — це процес еволюції. Єдина різниця між штучною і природною модифікацією генів полягає в тому, що в першому випадку ми можемо самі контролювати цей процес.

Як це працює

Для того щоб модифікувати ДНК певного організму:

  • отримують генетичний матеріал (виділення природних генів або штучний синтез із клітин ДНК);
  • розрізають ДНК на маленькі фрагменти за допомогою спеціальних ферментів;
  • з’єднують фрагменти ДНК з векторними молекулами (які забезпечують проникнення в клітину);
  • клонують (розмножують) потрібний ген;
  • створюють гібридну (рекомбінантну) ДНК з генів різного походження;
  • вводять генетичний матеріал у культивовані клітини організму-господаря або його яйцеклітину.

Навіщо

За допомогою технологій генної інженерії можна створювати найрізноманітніші організми, навіть шкідливих мутантів, але сучасні генетики зазвичай переслідують іншу ціль — комерційний інтерес. Найчастіше люди прагнуть створювати корисні речі, які будуть затребувані на ринку.

Наприклад, зрошування полів інсектицидами (хімічними препаратами для знищення шкідників) є небезпечним для корисних комах. Аби зашкодити знищенню останніх, люди створюють генномодифіковані сорти рослин, стійкі до шкідників. Заодно скорочуються і витрати на використання інсектицидів.

У деяких випадках без генної інженерії взагалі нереально виростити якусь культуру. Якось на Гаваях було знищено всі запаси папайї. Селекціонери намагалися виростити фрукт, який би був стійким до вірусів, але в них нічого не вийшло. А от генні інженери змогли.

За допомогою технології також можна покращити якість продуктів. Наприклад, чорні помідори (які входять до меню майбутнього) — багаті антиоксидантами, попереджають рак і теж генномодифіковані.

Особливо актуальною є генна інженерія для сфери медицини. Вона має перспективи застосування для лікування трьох груп захворювань: вірусних, спадкових і онкологічних. Щодо вірусних — зараз розвивається дуже популярна технологія CRISPR. Це — система бактеріального противірусного імунітету. Її особливість полягає в тому, що вона дозволяє не просто додавати гени, а редагувати геном, тобто вирізати/вставляти/видаляти окремі «букви» генетичного коду. В основі технології лежить білок, який насправді може «розрізати» ДНК, а його в свою чергу можна запрограмувати, щоб «розрізав» у правильному місці. Таким чином, білком можна постачати клітини, які вже будуть стійкими до вірусів.

Стосовно спадкових захворювань: відносно недавно з’явилася так звана генна терапія. Наприклад, вона має користь для хворих на гемофілію (не працює ген, який відповідає за згортання крові). За допомогою генномодифікованого знешкодження вірусу можна доставити виправлену копію цього гена в печінку, де утворюється потрібний фактор. Це дозволяє полегшити симптоми.

Ракові клітини — це клітини, які безперервно діляться й утворюють смертельно небезпечні пухлини. Зазвичай імунна система їх знищує, але буває так, що в неї відсутні підходящі рецептори для розпізнавання пухлини. Тоді за допомогою пересадки певних генів можна забезпечити імунну систему такими рецепторами. Таким чином деяких пацієнтів вже змогли вилікувати від лейкемії.

За даними ООН, генна інженерія може допомогти подолати голод. Особливо складна ситуація в Африці та Південній Америці, де посухи і повені є серйозною причиною нестачі харчів. CRISPR може допомогти вирішити цю проблему — технологія поліпшує ріст рослин і робить їх стійкими до будь-яких погодних умов. Більше того, вона робить їх непривабливими для шкідників, прибирає потребу в пестицидах і підвищує харчову цінність. Білл Гейтс писав у статті для Foreign Affairs:

Редагування генів, щоб зробити культури багатшими і стійкішими, може стати рятувальником величезних масштабів.

Його фонд, до речі, вже кілька років підтримує розвиток генної інженерії в сільському господарстві.

Що нас чекає в майбутньому

Останнім часом дебати точаться з приводу можливості омолодження за допомогою генної інженерії. Поки що вчені проводили досліди лише на гризунах — за допомогою вірусів ввели в клітини тварин ген ферменту (теломеразу). При діленні клітини подвоюється ДНК, скорочуються хромосоми, відбуваються ще деякі складні біологічні процеси, і клітини отримують більше можливостей ділитися. Таким чином, гризунам продовжили життя на 20%. Виникла ідея спробувати те саме й стосовно людей, але поки що не було повноцінних клінічних випробувань.

Багато уваги приділяється етичній стороні питання: ЄС досить категорично ставиться до генних експериментів, у той час як Штати більш лояльні. Широкому обговоренню підлягає модифікація генів на етапі зачаття або ембріонального розвитку — окрім можливості викорінення спадкових захворювань, у майбутньому генна інженерія дозволить вибирати стать, колір очей і волосся та інші риси. Саме цей факт і викликає розбіжності в поглядах.

Хороші перспективи і для тих, хто хотів би працювати в сфері генної інженерії: оскільки технологія поступово виходить за рамки лабораторій, потреба в спеціалістах буде рости. Тільки в Британії до 2030 року буде створено більше 18 тисяч робочих місць для обслуговування генної і клітинної терапії. У США кількість робочих місць для біомедиків і біотехнологів виросте на 20% у сумі. Поки що лідером в індустрії є Китай — там дефективні гени замінили вже більше 80 пацієнтам, які хворіли на рак і ВІЛ.

Цікавою була позиція Стівена Хокінга щодо цього — у своїх останніх роботах він допускав, що завдяки генній інженерії в світі може з’явитися нова раса суперлюдей.

Якщо люди будуть платити великі гроші за зміну власної ДНК або ДНК дітей, вони дізнаються, як модифікувати інтелект і такі інстинкти, як агресію.

Вчений описував, що з’явиться нове покоління людей із суперпам’яттю, стійкістю до захворювань і здатністю до довговічності. Це може стати серйозною проблемою для тих, хто «не прокачається».

Що ж, подивимося, чи справдяться побоювання Хокінга. Залишається сподіватися, що люди спрямують сучасні амбіції на створення безпечних «надможливостей» у майбутньому.

 
ТАКЖЕ ЧИТАЙТЕ Первые ГМО-люди: в Китае научились изменять ДНК

Подписывайтесь на нас в Facebook!

Написать комментарий

Такой e-mail уже зарегистрирован. Воспользуйтесь формой входа или введите другой.

Вы ввели некорректные логин или пароль

Извините, для комментирования необходимо войти.