Сумма биотехнологии, Александр Панчин

Книга посвящена генетически модифицированным организмам (ГМО) и генам. Она заявлена как научно-популярная. Поэтому здесь соседствуют 514 ссылок на научные работы и упоминания интерстеллара и биошока. Она мне понравилась, несмотря на то, что попадаются сложные части.

Александр Панчин последовательно, глава за главой, просвещает нас с одной целью. Доказать, что ГМО не представляют опасности. Тема охвачена с разных сторон. Вам расскажут о методах редактирования ДНК. Какие ошибки найдены в научных работах, доказывающих вред ГМО. Почему ГМО не опасны. Какие цели преследуют производители, нанося маркировку «не содержит ГМО». Какие перспективы развития у генной инженерии. И многое другое.

Автора книги можно почитать в ЖЖ — http://scinquisitor.livejournal.com/

Я попытался показать, что за генной инженерией не стоит никакой мистической силы, что ученые прежде всего раскрыли и научились использовать существующие в природе молекулярные механизмы.

Ниже цитаты, которые мне показались интересными. БОЛЬШЕ ЦИТАТ, БОГУ ЦИТАТ!

Сравнить генную инженерию и селекцию нам поможет аналогия: вы пытаетесь купить утюг в интернет-магазине. Допустим, вы знаете, какой именно товар вам нужен, поэтому можете просто взять и купить его — это генная инженерия. А можете сидеть и до посинения покупать случайные товары. Иногда вам привезут пылесос, иногда соковыжималку, иногда новый унитаз. Это случайные мутации. Унитаз — это, может, и неплохо, но унитазом рубашку не погладить. С сотой или с тысячной попытки, возможно, вам все-таки повезет, и привезут что-то отдаленно похожее на утюг. Например, сковородку. Тогда вы радостно позвоните в магазин и попросите впредь присылать предметы, похожие на предыдущий заказ. Вам, конечно, уже не будут присылать унитазы, а будут слать другие сковородки, кастрюли и, если повезет, утюги. Конечно, первый утюг будет не той марки, но и это уже прогресс! Вы снова позвоните в магазин, поблагодарите их и попросите присылать предметы похожей формы. Теперь вам будут слать только утюги. Ну и в конце концов вы все-таки получите именно тот утюг, который хотели, и, возможно, вам даже не придется перебирать весь ассортимент магазина. Сейчас мы описали селекцию. Результат будет один и тот же, но сразу заказать утюг, согласитесь, проще.

По данным социологического опроса, опубликованного на сайте Аналитического центра Юрия Левады, на вопрос «Верно ли, что обычные растения не содержат генов, а генетически модифицированные растения — содержат?» правильный ответ «нет» дали только 29 % опрошенных.

Без изменений ДНК невозможна селекция, а характер изменений ДНК при селекции может иметь куда более драматичные последствия, чем при генной инженерии. В случае с генной инженерией мы обычно встраиваем один ген, кодирующий один белок, и основной результат заключается в том, что растение начинает синтезировать этот самый белок. Побочным эффектом может быть некоторое изменение содержания других белков, ведь на синтез нового белка уходит какое-то количество энергии и строительных материалов в виде аминокислот. При селекции мы можем получить организм с совершенно непредсказуемыми изменениями в геноме. Может быть, новые свойства сорта связаны со встраиванием в его ДНК генов природной агробактерии (как в примере с бататом) или фрагмента вируса. Вполне возможно, что у него поломался ген или даже десяток генов. Не исключено, что какой-то ген удвоился. Как вариант из одного участка генома в другой мог перескочить мобильный элемент. Кроме того, в нем могло измениться число хромосом. Мог измениться какой-то важный ген. Случиться могло и все перечисленное, вместе взятое. Если мы не боимся этих генетических изменений (а практика показывает, что никто не требует проверки на безопасность и исследований на пяти поколениях крыс для всех селекционных сортов), то улучшенных методами генной инженерии организмов и подавно не стоит бояться.

Генная инженерия играет огромную роль и в современной медицине. В 1978 году были созданы первые трансгенные бактерии, вырабатывающие человеческий инсулин (белковый гормон, регулирующий углеводный обмен в организме), а сегодня подавляющее большинство препаратов инсулина, поддерживающих жизнь миллионов людей, больных диабетом, производят генетически модифицированные микроорганизмы.

Токсичность того или иного вещества зависит от дозы и способа применения.

За открытие, что дорогие плацебо более эффективны, чем дешевые, Дэн Ариэли, специалист по поведенческой экономике, получил Шнобелевскую премию.

Иногда в СМИ можно услышать не совсем корректное выражение «генетический код мутировал». На самом деле мутации происходят не в генетическом коде, а в молекулах ДНК, в геноме, в результате чего меняются нуклеотидные последовательности. Мутации можно сравнить с заменой буквы в отдельном слове. Например, фраза «Маша ехала на мотоцикле» превращается во фразу «Саша ехала на мотоцикле», если одна буква М «мутировала» в букву С. Изменение генетического кода намного серьезнее — это как изменение алфавита. Представим, что во всем тексте буквы М внезапно превратились в буквы К. Теперь у нас «Каша ехала на котоцикле». Понятно, что такие изменения приводят к значительным последствиям и делают практически любой достаточно длинный текст бессмысленным. Поэтому изменения генетического кода происходят крайне редко. Но происходят!

В ряде современных работ оценили долю участков ДНК человека, мутации в которых вредны, и оказалось, что они составляют лишь около 6,5-10 % генома

Если в клетке накапливаются повреждения ДНК, она может уничтожить саму себя, как доблестный самурай.

Когда начинаешь рассматривать теории заговоров, остановиться очень сложно.

Банан и кишмиш — мутанты, как и любые другие культурные растения, которые мы едим.

Сегодня прочитанных последовательностей ДНК различных организмов так много, что ученые не всегда успевают их обработать и проанализировать, чтобы хотя бы разобраться, где среди них гены, где регулирующие области, а где всякий ненужный мусор. Забегая немного вперед, скажу, что проект чтения генома человека обошелся в несколько миллиардов долларов и занял более тринадцати лет. С тех пор технология чтения ДНК так сильно подешевела, что при желании любой из нас, обладая средним уровнем дохода, может взять и прочитать своей собственный геном, записать его последовательность на флешку и гордо носить ее на шее. Обойдется это всего в несколько тысяч долларов, но спешить не стоит: в скором времени реализовать такую идею станет еще дешевле. А может быть, в обозримом будущем это и вовсе сделают обязательным требованием для получения медицинской страховки или посещения поликлиники.

Пробиотики — препараты, привносящие «хороших» микробов, замещающих собой плохих.

Похожая история с употреблением алкоголя. Фермент алкогольдегидрогеназа метаболизирует этиловый спирт. Среди людей распространены две версии этого гена: кодирующие «быстрый» и «медленный» вариант фермента. У человека с «быстрым» ферментом этиловый спирт метаболизируется эффективно, поэтому у него менее выражено опьяняющее действие алкоголя, но быстро происходит накопление токсичного продукта метаболизма этанола — ацетальдегида. Накопление ацетальдегида приводит к неприятным ощущениям, ряду признаков похмелья и, кроме того, к характерному покраснению лица вскоре после принятия алкоголя. Как следствие, люди с «быстрым» вариантом фермента алкогольдегидрогеназы получают меньше удовольствия от алкогольных напитков, в среднем пьют меньше и реже страдают от алкоголизма. Еще один фермент, альдегиддегидрогеназа, метаболизирует ацетальдегид до уксусной кислоты, которая легко выводится из организма. Люди с эффективной альдегиддегидрогеназой испытывают меньше негативных последствий от употребления алкоголя. То есть гены определяют безопасные для организма количества алкоголя, а также влияют на вероятность появления алкогольной зависимости.

Гематоэнцефалический барьер (физиологический барьер между кровеносной и центральной нервной системой),

Человек, не страдающий серповидноклеточной анемией, сам того не зная, может быть носителем одной испорченной копии гена гемоглобина. Такие люди здоровы, но если двое носителей мутации захотят завести ребенка, то с вероятностью 25 % ребенок родится с анемией. Казалось бы, носители испорченного гена имеют сниженные шансы оставить здоровое потомство. Почему же вредная мутация не была устранена из популяции силой естественного отбора? Оказывается, что «вредность» того или иного генетического варианта нередко зависит от условий, в которых живет его носитель. Иметь два испорченных варианта гена гемоглобина плохо, но одна испорченная копия дает человеку повышенную устойчивость к возбудителю малярии. В популяции, подверженной малярии, быть единственным человеком с одной нормальной и одной испорченной копией гена гемоглобина выгодно: и анемия детям не грозит (ведь для этого второй родитель тоже должен быть носителем испорченного варианта гена), и от малярийного паразита защищен. Из поколения в поколение мутация будет распространяться в популяции, пока количество людей с таким вариантом гена не станет слишком большим, а риск встретить партнера, являющегося носителем такой же мутации, — слишком высоким. Когда защита от малярии перестанет компенсировать высокий риск анемии у потомства, рост частоты испорченного аллеля гемоглобина остановится. Возникает своеобразное равновесие: там, где малярии не бывает, испорченный аллель встречается редко, а там, где малярия распространена (например, в Африке), он встречается часто, но далеко не у всех.

Возможно, в будущем станут популярны сайты знакомств, где поиск партнера будет осуществляться с учетом наследственной информации.

Раковые клетки — это измененные клетки, часто отличающиеся от обычных некоторыми молекулами на своей поверхности. Поэтому иммунная система в принципе могла бы распознать клетки опухоли и уничтожить их, однако иногда у клеток иммунной системы не находится правильного рецептора. В этом случае иммунного ответа на раковые клетки не возникает, и опухоль продолжает расти.

К счастью, можно найти гены, кодирующие рецепторы, специфически распознающие некоторые разновидности опухолей. У пациента можно взять его собственные клетки иммунной системы, внести в их геном ген недостающего рецептора с помощью вируса и тем самым обучить их бороться с опухолью. Затем клетки возвращаются обратно пациенту.

В компьютерной игре Bioshock были плазмиды, которые персонаж мог вколоть себе в кровь, чтобы приобрести сверхспособности. Ничего сверхъестественного генная терапия не обещает, но с ее помощью возможно усовершенствовать многие физиологические функции человека. Сделать мышцы крепче, поправить зрение, избавиться от лишнего веса, улучшить метаболизм и даже продлить молодость — все это легко представить в не столь отдаленном будущем.

Родится клон самым обычным маленьким ребенком. Он не будет обладать памятью или какими-либо навыками своего генетического родителя — эта информация передается прежде всего через нашу культуру, а не через гены. Клон Гитлера вовсе не обязательно станет новым диктатором. Он может вырасти добрым и мирным юношей, дарить прохожим цветы, заниматься спортом и играть на гитаре. Впрочем, некоторые черты личности от генов зависят, и в этом смысле клоны по поведению будут похожи друг на друга больше, чем в среднем похожи два обычных, неоднояйцовых близнеца или два неродных человека. Но идентичными все же не будут.

Почти до совершенства довели технологию клонирования японские ученые из центра биологии развития RIKEN. Они создавали клонов мышей, потом клонов клонов и так далее, на протяжении двадцати пяти поколений, получив в сумме более пятисот жизнеспособных клонов одной-единственной мыши.

Были предприняты и первые попытки клонировать человека, в ходе которых удалось получить жизнеспособные эмбрионы, однако эти эмбрионы пришлось уничтожить из-за юридических ограничений. Таким образом, клонирование человека — это не фантастика, а реальность. Технология готова и может быть отполирована в течение считанных лет, но разрешат ли такие эксперименты на людях и нужны ли они?

В экспериментах на круглых червях, крысах, мышах, рыбах и собаках было показано, что периоды голодания могут способствовать заметному продлению жизни. Впрочем, положительного эффекта голодания не удалось обнаружить у близкого родственника человека — макаки, а также у плодовых мушек дрозофил, некоторых пауков и ряда других организмов. Продолжительность жизни домашней мухи Musca domestica, наоборот, уменьшалась в условиях сниженного потребления пищи. Работает ли подобный подход на людях — вопрос до сих пор до конца не решенный, поскольку поставить аккуратный эксперимент очень трудно.

Поделиться
Отправить
Запинить
Популярное