Dmitry Madera - επικεφαλής του τμήματος μοριακής γενετικής στο BIOCAD, ανώτερος λέκτορας στο SPUFU, Ph.D.
Το 2002 αποφοίτησε από τη Σχολή Βιολογίας του Κρατικού Πανεπιστημίου της Μόσχαςμε αντικείμενο τη γενετική. Υποστήριξε τη διατριβή του για το πτυχίο της Φιλοσοφίας στη Βιολογία στο πρόγραμμα για τη μελέτη της λειτουργίας και της γονιδιακής έκφρασης στο Πανεπιστήμιο της Μασαχουσέτης, μετά από την οποία εργάστηκε στα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας, μελετώντας τις μοριακές πτυχές της ανάπτυξης του καρκίνου και πώς να τις επηρεάσει. Το 2015, επικεφαλής του εργαστηρίου μοριακής γενετικής στη BIOCAD, και από τότε αναπτύσσει προϊόντα γονιδιακής θεραπείας. Ο συγγραφέας ενός διεθνούς διπλώματος ευρεσιτεχνίας που περιγράφει μια νέα νουκλεάση της οικογένειας Cas9 και άρθρα στον τομέα της ανάπτυξης καρκίνου.
Αυτός ο πειραματισμός Jiankui, κίνδυνος ογκολογίας σε γεννημένα κορίτσια και μεταλλάξεις στόχων
— Τι πιστεύετε για το πείραμα του Κινέζου βιοφυσικού He Jiankui, ο οποίος επεξεργάστηκε το γονιδίωμα δύο εμβρύων; Εμπειρογνώμονεςαξίωσηότι τα γεννημένα κορίτσια μπορεί να έχουν μεταλλάξεις. Πώς να αποφύγετε αυτό;— Έχοντας μελετήσει την αρχική πηγή (έρευνα MIT —"High-tech") και τον σχολιασμό του γενετιστή Fyodor Urnov, κατάλαβα ότι τα μέσα διαστρεβλώνουν λίγο τις πληροφορίες. Ναι, τα κορίτσια είναι πιο πιθανό να έχουν μεταλλάξεις. Αυτό αναφέρεται σε εκείνες τις μεταλλάξεις που δεν είναι γνωστό πού ακριβώς θα συμβούν. Και τώρα είναι δύσκολο να προσδιοριστεί ακριβώς πού προέκυψαν οι τυχαίες μεταλλάξεις ως αποτέλεσμα της επιρροής του CRISPR/Cas9. Για να γίνει αυτό, πρέπει να κάνετε μια σύγκριση με τους γονείς των κοριτσιών.
Τυπικά, αυτή είναι η σωστή δήλωση:Μπορούν πράγματι να υπάρχουν μεταλλάξεις εκτός στόχου. Και δεν μπορείτε να κάνετε τίποτα για αυτό. Και οι σύγχρονες μέθοδοι γονιδιακής επεξεργασίας δεν το εμποδίζουν αυτό. Αυτό είναι στην πραγματικότητα το πρόβλημα, γιατί μπορεί να είναι επικίνδυνο.
Στα τέλη του 2018, ο κινέζος επιστήμονας He Jiankuiανακοίνωσε ότι ήταν σε θέση να δημιουργήσει γενετικά τροποποιημένα δίδυμα κορίτσια με έμφυτη ανοσία στον ιό HIV. Είπε ότι επεξεργάστηκε τα έμβρυα των ζευγαριών που υποβάλλονταν σε εξωσωματική γονιμοποίηση και μια από τις επτά προσπάθειες ήταν επιτυχής. Το πείραμα προκάλεσε ένα νέο κύμα συζητήσεων σχετικά με τη δεοντολογία της παρεμβολής στον ανθρώπινο γενετικό κώδικα.
Ωστόσο, Fedor Urnov, ειδικός επεξεργασίαςΤο γονιδίωμα του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας, σε συνέντευξή του στο MIT Technology Review, σημείωσε: "Ο ισχυρισμός ότι αναπαράγεται η επικρατούσα CCR5 είναι μια καταφανής ψευδαισθήσεις" και πρόσθεσε ότι μπορεί να χαρακτηριστεί μόνο ως "εσκεμμένη ψευδαισθήσεις".
Μια νέα μελέτη από το MIT έδειξε ότι οι επιστήμονες δεν το κάνουνήταν σε θέση να αναπαράγουν την επικρατούσα έκδοση του CCR5. Παρόλο που η ομάδα στοχεύει στο σωστό γονίδιο, οι ερευνητές δεν αντιγράφουν την επιθυμητή παραλλαγή του Δέλτα 32, αλλά δημιουργούν νέες εκδόσεις, τα αποτελέσματα των οποίων δεν είναι ξεκάθαρα - μπορούν να προκαλέσουν μεταλλάξεις.
Ισχυρισμός ότι ο He Jiankui δεν μπόρεσε να μεταλλαχθείτο γονίδιο CCR5 (το γονίδιο που επιτρέπει στον HIV να μολύνει ανθρώπινα κύτταρα - Hi-Tech) είναι εσφαλμένο. Πέτυχε πραγματικά τον στόχο του και το CCR5 πράγματι μεταλλάχθηκε και δεν λειτουργεί πλέον, πράγμα που σημαίνει ότι ο HIV δεν μπορεί να μολύνει κύτταρα. Ναι, προφανώς δεν μπόρεσε να αναπαράγει ένα συγκεκριμένο φυσικό αλληλόμορφο που βρέθηκε σε ανθρώπινους πληθυσμούς, αλλά, παρόλα αυτά, το CCR5 έχει «χτυπηθεί» και δεν λειτουργεί, πράγμα που σημαίνει ότι ο Jiankui πέτυχε τον ελάχιστο στόχο.
Προκειμένου να αποφευχθούν μεταλλάξεις στόχων,είναι απαραίτητο να βελτιωθούν οι μέθοδοι επεξεργασίας του γονιδιώματος, ώστε να αυξηθεί η ακρίβειά τους. Έτσι, στο μέλλον θα είναι δυνατό να μειωθεί ο κίνδυνος μεταλλάξεων στο επίπεδο του υποβάθρου και στη συνέχεια να ηρεμήσουμε το γεγονός ότι οι μεταλλάξεις συμβαίνουν φυσιολογικά. Όπως λένε, δεν είναι απαραίτητο να είναι πιο ιερό από τον Πάπα.
- Δηλαδή, όταν αυτά τα κορίτσια μεγαλώσουν, δεν θα είναι ρεαλιστικό να κατανοήσουμε ακριβώς ποιες μεταλλάξεις είχαν σαν αποτέλεσμα των ενεργειών του Jiankui;
- Μιλώντας ειδικά για CCR5, τότε, φυσικά,είναι δυνατόν. Και για όλο το γονιδίωμα - κατ 'αρχήν, είναι δυνατόν τώρα, αν πάρετε το γενετικό υλικό του πατέρα και της μητέρας τους και συγκρίνετε το με το δικό τους. Τότε θα καταστεί σαφές ποιες είναι οι επιλογές των γονέων και ποιες από αυτές υπάρχουν στο γονιδίωμα των κοριτσιών, ούτε η μητέρα ούτε ο μπαμπάς. Ένα άλλο πράγμα είναι ότι θα είναι αδύνατο να βρεθεί ποιες μεταλλάξεις προέκυψαν ως αποτέλεσμα του CRISPR / Cas και ποια τυχαία. Μπορείτε να συγκρίνετε μόνο τη συχνότητα αυτών των μεταλλάξεων: πόσες κανονικές μεταλλάξεις συμβαίνουν κατά τη γέννηση και πόσες από αυτές τις κοπέλες έχουν. Εάν υπάρχει μεγαλύτερη τάξη μεγέθους, τότε όλα είναι ξεκάθαρα.
Η τεχνολογία επεξεργασίας γονιδιώματος CRISPR/Cas9 έχει τη δυνατότητα να εξαλείψει χιλιάδες κληρονομικές ασθένειες που παλαιότερα θεωρούνταν ανίατες.
Η κύρια διαφορά μεταξύ ενός εργαλείου γονιδίωνεπεξεργασία CRISPR / Cas9 από άλλες, αρκετά μεγάλες υπάρχουσες μεθόδους - αυτή είναι η δυνατότητα κατευθυντικών αλλαγών DNA. Το CRISPR / Cas9 σάς επιτρέπει να επηρεάζετε συγκεκριμένα την ακολουθία DNA και ακόμη και να αλλάζετε το σπασμένο γονίδιο στο σωστό. Για να γίνει αυτό, ένα ειδικό ένζυμο, νουκλεάση, εισάγει ένα κενό στη σωστή θέση στο γονιδίωμα, μετά το οποίο ενεργοποιείται το σύστημα επισκευής - οι εσωτερικοί μηχανισμοί του κυττάρου για την αποκατάσταση του γονιδιώματος. Σε αυτή την περίπτωση, το DNA επισκευάζεται στο σημείο του σπασίματος, κατά κανόνα, με τυχαία σφάλματα, τα οποία είναι πιθανότερο να οδηγήσουν στην απώλεια ή εισαγωγή πολλών γραμμάτων στη σειρά και στην εμφάνιση μεταλλάξεων. Επομένως, ψάχνει ως δείγμα για την επιθυμητή αλληλουχία στα γειτονικά γειτονικά. Σύμφωνα με την τεχνολογία, το κύτταρο πρέπει να βρει αυτή την αλληλουχία σε ειδικά θραύσματα DNA. Η γενετική τους εισήγαγε στο κύτταρο για να το πάρει και να το εισαγάγει ανεξάρτητα. Ωστόσο, τυχαίες μεταλλάξεις στη θέση ρήξης συμβαίνουν πολύ συχνότερα από την κατευθυνόμενη αποκατάσταση κατά μήκος του δείγματος.
Μια άλλη ερώτηση, Konstantin Severinov (Ρώσοςένας ειδικός στον τομέα της μοριακής βιολογίας και του CRISPR/Cas - Hi-Tech) εξέφρασε κάποια στιγμή μια ενδιαφέρουσα ιδέα ότι αν υπήρχε κάτι εντελώς τρομερό εκεί, τα κορίτσια απλά δεν θα είχαν επιβιώσει ακόμη και στο στάδιο της εμβρυογένεσης. Πιθανότατα, τίποτα θεμελιώδες στο γονιδίωμά τους δεν επηρεάστηκε. Το μόνο που με φοβίζει είναι η ογκολογία. Ελπίζω πραγματικά ότι δεν θα έχουν παρόμοιες ασθένειες.
- Γιατί; Η ογκολογία γίνεται πιο πιθανή ως αποτέλεσμα της επεξεργασίας του ανθρώπινου γονιδιώματος;
- Ασφαλώς. Ας ρίξουμε μια ματιά στις αιτίες του καρκίνου.Υπάρχουν τρεις από αυτές: κληρονομικές μεταλλάξεις, δηλαδή ειδικά αλληλόμορφα που φέρουν την πιθανότητα αύξησης του κινδύνου καρκίνου, όπως η Angelina Jolie. ιογενείς αιτίες - για παράδειγμα ο ιός των ανθρωπίνων θηλωμάτων. και τυχαίες μεταλλάξεις. Φοβάμαι ακριβώς την εμφάνιση μεταλλάξεων του τελευταίου τύπου στα κορίτσια από το κινέζικο πείραμα, ειδικά αν υπήρχε μεγάλη συχνότητα μεταλλάξεων εκεί. Τότε η πιθανότητα εμφάνισης όγκων οποιουδήποτε τύπου είναι διαφορετική από μηδενική.
Ντμίτρι Μαντέρα. Φωτογραφία: Science Bar Hopping
Πώς να επεξεργαστείτε το ανθρώπινο γονιδίωμα, τις κορυφαίες χώρες και την τύχη της ρωσικής γενετικής
- Πόσο ευκολότερη είναι η διεξαγωγή τέτοιων πειραμάτων με τα ζώα;
— Να επεξεργαστείτε το γονιδίωμα κάθε ζώουχρειάζεστε το δικό σας πρωτόκολλο. Πρέπει να επεξεργαστείτε ένα ποντίκι ή μια αγελάδα χρησιμοποιώντας διαφορετικά πρωτόκολλα. Και ο άνθρωπος, όπως ένα άλλο ζώο, απαιτεί την ανάπτυξή του για τον εαυτό του για να επεξεργαστεί το γονιδίωμά του πιο αποτελεσματικά. Επομένως, δεν μπορεί να ειπωθεί ότι είναι πιο δύσκολο να επεξεργαστείς ένα άτομο από μια αγελάδα. Απλώς χρειάζεται να το κάνετε διαφορετικά από ό,τι με ένα ποντίκι ή αρουραίο. Όμως οι προσεγγίσεις παραμένουν οι ίδιες. Δεν υπάρχει τίποτα πολύ διαφορετικό σε εμάς.
- Δηλαδήτο πρόβλημα έγκειται μόνο στον τομέα της δεοντολογίας και των νόμων; Και αν αποφασιστεί, θα υπήρχαν περισσότερα πειράματα;
- Αναμφίβολα.Και μετά, υπάρχουν στην πραγματικότητα αρκετά πειράματα. Πηγαίνω σε συνέδρια και συναντώ συχνά συναδέλφους. Για παράδειγμα, το Πανεπιστήμιο του Όρεγκον διεξάγει εξαιρετικά πειράματα για την επεξεργασία του ανθρώπινου γονιδιώματος και την ανάπτυξη εμβρύων. Απλώς στη συνέχεια καταστρέφονται σε ένα ορισμένο, πρώιμο στάδιο. Τέτοια πειράματα δεν απαγορεύονται. Στην πραγματικότητα, ο μόνος περιορισμός είναι η εμφύτευση ενός εμβρύου και η καλλιέργειά του μέχρι τη γέννηση.
- Ποιες χώρες είναι ηγέτες στην έρευνα για την επεξεργασία του ανθρώπινου γονιδιώματος σήμερα;
— Υπάρχουν δύο τέτοιοι αρχηγοί τώρα, ανάμεσα σε αυτούς και σε όλουςτα υπόλοιπα είναι μια απόλυτη άβυσσος. Αυτές είναι οι ΗΠΑ και η Κίνα. Κανείς δεν είναι ακόμα πιο κοντά, είναι τόσο μακριά από τον υπόλοιπο κόσμο στην έρευνά τους.
- Συνδέεται με χρηματοδοτική ή επιστημονική βάση;
- Και με τα δύο.Η Κίνα επενδύει πολλά χρήματα στην έρευνα, η κυβέρνησή της ανησυχεί πολύ για αυτό. Και αν νωρίτερα αντέγραφαν απλώς την τεχνολογία, τώρα οι Κινέζοι επιστήμονες κάνουν ενδιαφέροντα πράγματα. Και στις ΗΠΑ υπάρχει απλώς μια πολύ ισχυρή επιστημονική βάση. Στην πραγματικότητα, πού ανακαλύφθηκαν όλα αυτά τα CRISPR/Cas Οι περισσότεροι από τους ανακαλυπτές αυτής της μεθόδου, εκτός από την Jennifer Doudna, είναι Κινέζοι, αλλά εργάζονται στις ΗΠΑ; Ως εκ τούτου, υπήρξε μια τέτοια συνέργεια μεταξύ των δύο χωρών.
— Τι εμποδίζει τη Ρωσία να αναπτυχθεί σε αυτόν τον τομέα; Ακόμα και ο πρόεδροςδήλωσεγια την προτεραιότητα της έρευνας στην κατεύθυνση της γενετικής.
- Θα το πω αυτό, σήμερα υπάρχει χρηματοδότησηέρευνα - διατίθενται πολλά χρήματα. Αλλά, φυσικά, όλα αυτά δεν γίνονται σε μία ώρα. Χρειαζόμαστε μια επιστημονική βάση και ένα σχολείο. Στη Ρωσία, από την άποψη της γενετικής, όλα είναι λυπηρά μετά τον Λυσενκόμο. Πριν από το Lysenko, η σοβιετική σχολή γενετικής ήταν μία από τις καλύτερες στον κόσμο. Ο Βαβιλόφ πήγε στο Morgan (Thomas Morgan - ένας από τους ιδρυτές της γενετικής, ο βραβευμένος με το βραβείο Νόμπελ - High Tech) και γνωστοποίησαν με ίσους όρους. Μετά το Λυσένκο, τα πάντα καταστράφηκαν με βάρβαρο τρόπο. Και από τότε δεν μπορούμε να ανακτήσουμε. Ναι, τα χρήματα είναι πολύ σημαντικά. Είναι όμως επίσης απαραίτητο τα παιδιά να πάνε να σπουδάσουν, έτσι ώστε να εμπλέκονται ξένοι ειδικοί. Και αν υπάρχει σχολείο, θα υπάρξει γονιδιωματική επιμέλεια στη Ρωσία.
- Πώς θα επηρεαστεί αυτό από τις πρόσφατες συστάσεις σχετικά με την επικοινωνία μεταξύ Ρώσων και ξένων επιστημόνων - να αναφέρουν όλες τις επαφές, να επικοινωνούν πρακτικά, όπως και στη Σοβιετική Ένωση;
- Αυτό είναι πολύ τρομακτικό. Το χειρότερο πράγμα που μπορεί να γίνει για τη ρωσική επιστήμη και να το σκοτώσει εντελώς είναι αυτές οι συστάσεις. Και καταλαβαίνω ότι πρόκειται για συστάσεις και δεν πρέπει να ακολουθηθούν. Αλλά οι άνθρωποι, ξέρετε, φοβούνται. Και αρχίζουν να τις διεξάγουν προληπτικά. Ειδικά όχι επιστήμονες, αλλά γραφειοκράτες από την επιστήμη. Θα αρχίσουν να σταματούν να επικοινωνούν με ξένους επιστήμονες. Γνωρίζω την ιστορία όταν επιστημονικοί σύζυγοι από τη Γερμανία ήρθαν σε κάποιο συνέδριο στη Ρωσία εδώ και αρκετό καιρό και ξένους επιστήμονες δεν έρχονται συχνά σε εμάς και δεν τους επετράπη στην εκδήλωση λόγω αυτών των απαιτήσεων. Η επιστήμη είναι διεθνής και πρέπει να επικοινωνείτε και να αλληλεπιδράτε με τους συναδέλφους σας όσο το δυνατόν περισσότερο και τότε θα είναι καλό. Καταδικάζω κατηγορηματικά αυτές τις απαιτήσεις.
Θεραπεία κώφωσης, επικίνδυνων ασθενειών και παράδοσης φαρμάκων
— Ρώσος γενετιστής Denis Rebrikovπηγαίνονταςεπεξεργασία του γονιδιώματος των εμβρύων για ζευγάρια με προβλήματα ακοής. Πόσο πιθανή είναι η επιτυχία ενός τέτοιου πειράματος;
— Ο Ντένις Βλαντιμίροβιτς έλαβε υπόψη του όλα τα λάθη τουΚινέζος συνάδελφος. Θα κάνει την αλληλουχία ολόκληρου του γονιδιώματος. Και το ίδιο το πείραμα θα γίνει σε ένα πιο ελεγχόμενο περιβάλλον, όχι σε ημι-υπόγειες συνθήκες, όπως συνέβη με τον Jiankui. Νομίζω ότι η επιτυχία, καταρχήν, από μεθοδολογική άποψη, είναι δυνατή και αποδεικνύεται ότι όλα δεν είναι τόσο τρομακτικά, ειδικά όταν χρησιμοποιούνται σύγχρονες μέθοδοι. Και το επίπεδο της μετάλλαξης μπορεί να είναι στο επίπεδο του παρασκηνίου. Όσο για αυτά τα άρρωστα παιδιά, ναι, πρόκειται για μονογονιδιακή μετάλλαξη, και είναι κυρίαρχη, δηλαδή είναι αρκετά εύκολο να την καταστρέψεις, κάτι που ήδη κάνουν καλά οι γενετιστές. Και, στην πραγματικότητα, αυτό είναι, τίποτα δεν στέκεται εμπόδιο περαιτέρω.
— Πώς ταιριάζει αυτό με τη ρωσική νομοθεσία;
- Όσον αφορά τις νομοθετικές πτυχές, Rebrikovαυτό λειτουργεί μόνο σε αυτό. Και υπό αυτή την έννοια, είναι πολύ ενδιαφέρον να γνωρίζουμε τι συμβαίνει εκεί. Θα ήθελα πραγματικά να πετύχει να πετύχει αυτό το νομοθετικό τείχος. Αν και το παράδειγμα του και η ασθένεια που επέλεξε, κατά τη γνώμη πολλών συναδέλφων μου και της δικής μου, δεν είναι τόσο σχετικές. Αλλά το πεδίο ανοίγει τεράστιο, οπότε αφήστε το να είναι το πρώτο και δείξτε ένα καλό αποτέλεσμα. Και επιπλέον θα είναι δυνατό να επεκταθεί το "ρεπερτόριο".
- Ποιες άλλες επικίνδυνες ασθένειες μπορούν να αντιμετωπιστούν με CRISPR / Cas;
— Φυσικά, η κυστική ίνωση είναι πολύ σοβαρήασθένεια. Είναι δυνατή η χρήση γονιδιακής επεξεργασίας στη θεραπεία της μυϊκής δυστροφίας Duchenne, τουλάχιστον σε ορισμένους ασθενείς που έχουν μια μετάλλαξη περισσότερο ή λιγότερο κατάλληλη για αυτό. Γενικά, υπάρχουν περισσότερες από 10 χιλιάδες μονογονιδιακές ασθένειες και εδώ το ερώτημα είναι ποια μέθοδος είναι πιο βολική και απλούστερη για θεραπεία. Για παράδειγμα, η μυϊκή ατροφία της σπονδυλικής στήλης δεν πρέπει να αντιμετωπίζεται με επεξεργασία, αλλά απλώς με θεραπεία γονιδιακής υποκατάστασης.
Κυστική ίνωση- συστηματική κληρονομική νόσο,προκαλείται από μετάλλαξη στο γονίδιο του διαμεμβρανικού ρυθμιστή της κυστικής ίνωσης και χαρακτηρίζεται από βλάβη στους εξωκρινείς αδένες και σοβαρή δυσλειτουργία των αναπνευστικών οργάνων. Η κυστική ίνωση παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον όχι μόνο λόγω του εκτεταμένου επιπολασμού της, αλλά και επειδή ήταν μια από τις πρώτες κληρονομικές ασθένειες που αντιμετωπίστηκαν. Η κυστική ίνωση αναγνωρίστηκε για πρώτη φορά ως ξεχωριστή οντότητα από την Dorothy Andersen το 1938.
Μυοδυστροφία Duchenne- προκαλείται από διαγραφές ή αντιγραφές ενόςή πολλά εξόνια ή σημειακές μεταλλάξεις στο γονίδιο της δυστροφίνης. Η κύρια εκδήλωση είναι η μυϊκή αδυναμία, η δυσκολία στην κίνηση από την παιδική ηλικία, η οποία εξελίσσεται με την πάροδο του χρόνου. Ο θάνατος συμβαίνει συνήθως στη δεύτερη ή τρίτη δεκαετία της ζωής. Η μέση διάρκειά του είναι 25 χρόνια, αλλά υπάρχουν άνθρωποι που ζουν περισσότερο.
- Πότε θα μπορέσουν οι επιστήμονες να το κάνουν αυτό; Ποιο είναι το χρονικό εύρος;
- Κοίτα, τα ζώα ήδη νοσηλεύονται.Αλήθεια, πρώτα «ακρωτηριάζουν», φυσικά (δηλαδή φτιάχνουν ζώα πρότυπα για να μελετήσουν ασθένειες) και μετά θεραπεύουν. Αλλά όλα αυτά έρχονται μόνο σε μια συνειδητή κλινική και, κατά κανόνα, διαρκεί από 5 έως 15 χρόνια. Και όπως καταλαβαίνω, καθώς πρόκειται για μια εντελώς νέα προσέγγιση, οι πρώτες κλινικές μελέτες θα διαρκέσουν πολύ. Αυτό σημαίνει ότι θα πρέπει να περιμένουμε 15-20 χρόνια. Τότε θα μοιάζει με αυτό: ελάτε, λάβετε διάγνωση και θεραπεία αμέσως.
Ντμίτρι Μαδέρα. Φωτογραφία: Εμπιστοσύνη στην επιστήμη
- Δηλαδή, δεν πρόκειται για την επεξεργασία του γονιδιώματος του εμβρύου, αλλά για τη θεραπεία των ενηλίκων;
— Και οι δύο προσεγγίσεις θα είναι δυνατές.
- Ας μιλήσουμε γιαεπεξεργασία γονιδίωνχωρίς διπλό σπάσιμο. Γιατί οι επιστήμονες δεν μπορούσαν να το κάνουν πριν;
«Το θέμα είναι ότι δεν είναι καθόλου εύκολο».Όταν διάβασα για πρώτη φορά τη δημοσίευση Nature, σκέφτηκα, "Ω, πώς δεν το σκέφτηκα αυτό;" Πέρα από τα αστεία, ήταν πολύ δουλειά, γιατί αρχικά υπήρχε μια παρόμοια ιδέα, αλλά όταν οι επιστήμονες το δοκίμασαν, δεν τα κατάφεραν. Στη συνέχεια άρχισαν να αλλάζουν την αντίστροφη μεταγραφάση, ουσιαστικά μεταλλάσσοντάς την για να λειτουργήσει διαφορετικά. Και ήδη σε μια ορισμένη επανάληψη άρχισε να λειτουργεί και άρχισε να παράγει κάτι τέτοιο. Ήταν μια διαδικασία που απαιτούσε πολύ χρόνο και χρηματοδότηση. Επομένως, δεν εκπλήσσομαι που πέρασε χρόνος μεταξύ της εφεύρεσης του απλά CRISPR/Cas και της εμφάνισης της μεθόδου που χρησιμοποιεί την αντίστροφη μεταγραφάση. Γιατί δεν είναι ασήμαντο.
- Τι ευκαιρίες ανοίγουν χάρη σε αυτή τη νέα μέθοδο;
- Οι ευκαιρίες είναι μεγάλες, γιατί τώρααποδεικνύεται ότι μπορούμε, με ελάχιστους κινδύνους εμφάνισης μεταλλάξεων στόχων, να αλλάξουμε πολύ ειδικά οποιοδήποτε γονίδιο, αλληλόμορφο. Για παράδειγμα, αν θέλουμε να δημιουργήσουμε μια σημειακή μετάλλαξη, δημιουργήστε μια διαγραφή ή μια πολύπλοκη αντικατάσταση. Αυτό μας δίνει μεγάλες ευκαιρίες, διότι, γενικά, συνήθως μία ή δύο μεταλλάξεις ή διαγραφές που εμφανίζονται είναι μικρές και μπορούν να αποκατασταθούν εντός 40-50 νουκλεοτιδίων.
Στην πραγματικότητα, υπήρχαν τεχνολογίες λίγο νωρίτερα -εκδότες νουκλεοτιδίων που απλά πήραν και αντικατέστησαν, για παράδειγμα, "Α" με "G" ή "C" με "T". Τέτοια έργα ήταν και εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται, αλλά, φυσικά, όλα δεν είναι απλά εκεί, επειδή αποδεικνύεται ότι επεξεργάζονται όχι μόνο το DNA, αλλά και το RNA, και δεν λένε ότι είναι πολύ ακριβή - δεν επεξεργάζονται ακριβώς ένα νουκλεοτίδιο, και ολόκληρο το "παράθυρο". Ίσως αργότερα να εξελιχθεί σε πρακτική χρήση. Αλλά μέχρι στιγμής υπάρχουν πολλά προβλήματα. Θυμήθηκα αυτή τη μέθοδο επειδή επίσης δεν περιλαμβάνει διττή ρήξη. Και προέκυψε λίγο νωρίτερα από αυτές τις πρόσφατες μελέτες.
— Μηχανικοί από τα πανεπιστήμια του MIT και του ΧάρβαρντχρησιμοποιούνταιΤο CRISPR να δημιουργήσει ένα σύστημα χορήγησης φαρμάκων που τα απελευθερώνει μόνο σε μια συγκεκριμένη στιγμή. Πώς ακριβώς συμβαίνει αυτό;
- Μιλώντας ειδικά για αυτή τη μέθοδο, τότεη ουσία είναι ότι το DNA είναι ένα πολυμερές και το Cas12a το κόβει, καταστρέφοντας έτσι τη δομή του πολυμερούς. Εάν ενσωματωθεί ϋΝΑ στην υδρογέλη, τότε ουσίες που έχουν προηγουμένως στερεωθεί στην υδρογέλη με ϋΝΑ κλώνοι απελευθερώνονται στη συνέχεια από αυτήν. Δηλαδή, εδώ το DNA δρα απλά ως φυσικό υλικό που μπορεί να αποσυντεθεί με ελεγχόμενο τρόπο. Γενικά, οι υδρογέλες χρησιμοποιούνται σε τραύματα και άλλους τραυματισμούς όταν απαιτείται σταδιακή απελευθέρωση φαρμάκων από αυτά.
Κατ' αρχήν, το CRISPR/Cas θα μπορούσε να προσφέρει κάτιαπαραίτητο για μια θέση στο γονιδίωμα. Αυτό είναι το μόνο που μπορεί να κάνει. Αλλά δεν μπορεί να παραδώσει το φάρμακο στο κύτταρο. Επομένως, δεν είναι απολύτως σωστό να μιλάμε για τη χρήση του για τη χορήγηση φαρμάκων.
Αλλά να παραδώσει CRISPR / Cas ωςφάρμακα μέσα στο κύτταρο · χρειάζονται μέθοδοι παράδοσης. Και υπάρχουν - μπορούν να είναι ιογενείς και μη ιογενείς. Οι ιοί, φυσικά, έχουν εξελιχθεί καθ 'όλη τη διάρκεια της ιστορίας τους προκειμένου να παραδώσουν συγκεκριμένο γενετικό υλικό στο κύτταρο. Πολλοί πολλαπλασιάζονται. Και οι μη ιογενείς μέθοδοι είναι απλώς χημικές μέθοδοι, όταν δημιουργούνται μερικοί φορείς που περιέχουν μέσα τους μόρια νουκλεϊνικού οξέος, όχι απαραίτητα DNA, παρεμπιπτόντως, μπορεί να είναι και RNA ή πρωτεΐνη. Συνήθως είναι μερικές σταγόνες λίπους που προστατεύουν αυτό που χρειάζονται για να απελευθερώσουν από νουκλεάσες και πρωτεάσες και αντισώματα μπορούν επίσης να κρεμαστούν πάνω τους για να τους δώσουν εξειδίκευση για ένα συγκεκριμένο κύτταρο. Και αυτά τα λιπόφιλα σύμπλοκα δίνουν φάρμακα στο κύτταρο. Και υπάρχουν έργα που σχετίζονται με πολύπλοκα πολυμερή ή με νανοσωματίδια χρυσού, τα οποία, όπως ένα κανόνι, τα καψάκια, πετούν σε αυτά και μεταφέρουν το περιεχόμενό τους, όπως ένα γενωμικό κανόνι.
- Είναι δυνατόν να επεκταθεί σημαντικά η ζωή ενός ατόμου χάρη στην επεξεργασία γονιδίων; Πόσο μπορεί να γίνει αυτό και ποιες ασθένειες πρέπει να θεραπευτούν με αυτόν τον τρόπο;
— Είναι δύσκολη ερώτηση.Γεγονός είναι ότι υπάρχουν μεταλλάξεις που στα ζώα προκαλούν μια ορισμένη παράταση της ζωής, επιβράδυνση της γήρανσης. Συνήθως συνδέονται με το σύστημα επιδιόρθωσης του DNA. Από πολλές απόψεις, η γήρανση είναι συνέπεια της συσσώρευσης τυχαίων σφαλμάτων που οδηγούν στην ενεργοποίηση ρετροϊικών στοιχείων, με αποτέλεσμα το γονιδίωμα να μην ρυθμίζεται και να αρχίζει να δρα ενάντια στον ξενιστή του. Υπάρχει ένα σημείο εδώ, δεν ξέρουμε πώς θα λειτουργήσει στους ανθρώπους. Δυστυχώς, και αυτό προκάλεσε μεγάλη έκπληξη, οι μηχανισμοί γήρανσης και προστασίας από αυτό είναι πολύ συγκεκριμένοι για το είδος. Και για τους ανθρώπους, τα ίδια ποντίκια αποδεικνύονται ότι δεν είναι απολύτως επαρκές μοντέλο. Και όσο πιο επαρκές είναι το μοντέλο και όσο περισσότερο ζει, τόσο πιο δύσκολο είναι να δουλέψεις μαζί του. Για παράδειγμα, το ίδιο SIRT6 - στα μακρόβια είδη είναι ένα, και στα βραχύβια είδη είναι διαφορετικό, υπάρχει σαφής συσχέτιση. Φαινόταν ότι παίρναμε και εισάγαμε το SIRT6 από έναν ελέφαντα σε ένα άτομο. Ή πολλά αντίγραφα του ανθρώπινου SIRT6 (το γονίδιο που κωδικοποιεί την πρωτεΐνη sirtuin-6 βοηθά στη διόρθωση της βλάβης του DNA - σπασίματα διπλού κλώνου και αντικαταστάσεις με γράμματα γενετικών νουκλεοτιδίων - Hi-Tech). Αυτό μπορεί να λειτουργήσει, μπορεί και όχι. Υπάρχει μια τέτοια πιθανότητα και φυσικά θα προσπαθούσα. Αλλά αν μιλάμε για παράταση της ζωής, τότε πιθανότατα χρειάζεται να επεξεργαστούμε γονίδια που σχετίζονται με την επιδιόρθωση του DNA. Σήμερα, όμως, για έναν τέτοιο οργανισμό ως άτομο, αυτό είναι μόνο μια υπόθεση.