генная инженерия

Постов: 10 Рейтинг: 18042
669

Новость №457: В США одобрили генную терапию для лечения слепоты

Развернуть
Новость №457: В США одобрили генную терапию для лечения слепоты
http://news.nplus1.ru/nM2L
351

Про трансгенный помидор, томатную пасту и про то, почему всё это пропало из магазинов

Развернуть
Думается, ни для кого не секрет, что помидоры собираются и транспортируются ещё зелёными. В дальнейшем они подвергаются обработке газом этиленом, в результате чего ягоды (ну или овощи, если вам так привычнее) приобретают "спелую" окраску, что, однако, не сильно хорошо сказывается на их вкусовых качествах (не в том плане что этилен портит вкус, а в том, что вкусоароматические вещества лучше синтезируются, когда плод висит на ветке). Собирать зрелые томаты не представляется возможным, так как при перевозке они сильно помнутся и потеряют товарный вид, начнут гнить ну и всё такое.
Про трансгенный помидор, томатную пасту и про то, почему всё это пропало из магазинов
Давайте быстренько и кратко разберёмся, почему спелые помидоры портятся.
Томат содержит пектин, который является структурным элементом растительной ткани. Благодаря ему ягода обладает, скажем так, некоторой механической прочностью. По мере созревания в томате повышается активность гена, который производит фермент полигалактуроназу. Его роль — разрушить пектин. Зачем? Когда помидор созрел, нужно чтобы он как можно быстрее "развалился" и сгнил, так семена быстрее попадут в землю и прорастут. Отличный эволюционный механизм, совершенно не нужный человеку.

А если "поломать" ген, кодирующий полигалактуроназу? Нет гена — пектин не деградирует, помидорка не испортится, сможет провисеть на ветке до самой зрелости и без труда переживёт перевоз в магазин. Хм... К коллайдеру!
В 1980-х годах калифорнийская компания Calgene приступила к разработке нового сорта томата со сниженной активностью гена, разрушающего пектин. Для этого они в ДНК томата внедрили антисмысловой ген полигалактуроназы. Получаемая антисмысловая РНК связывается со смысловой ("нормальной"), в результате чего она блокируется и синтез белка (а ферменты - это тоже белки) не происходит. Чтобы узнать, успешна ли модификация, исследователи также вставили ген устойчивости к антибиотику канамицину — в случае успеха,  клетки, обработанные канамицином, не погибнут.
Сорт, названный Flavr Savr (произносится как "flavor saver", дословно "сохраняющий вкус"), был готов к 1992 году.
Про трансгенный помидор, томатную пасту и про то, почему всё это пропало из магазинов
Слева - томат Flavr Savr, справа - обычный селекционный сорт спустя некоторое время после сбора с растения
В этом же году Calgene попросила FDA (food and drug administration — управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов) одобрить сорт для продаж. Через 2 года, в мае 1994, FDA сделало заявление, что Flavr Savr такой же безопасный, как и нетрансгенные сорта, содержание питательных веществ находится в таких же пределах, а наличие резистентности к канамицину никак не влияет на использование человеком антибиотика в лечебных целях. После этого помидор вышел на рынок.
К сожалению, сделать плоды такими, какими задумывалось, удалось лишь частично. Их всё равно нужно было срывать с ветки зелёными. Вкусоароматические вещества не успевали синтезироваться в достаточно количестве. Но не всё так плохо - томаты всё же обладали более мягким вкусом и могли долгое время лежать на прилавке без ущерба для своего внешнего вида.
Помидоры продержались до 1997 года, но вследствие неопытности компании в бизнесе и логистики она свернула продажи, а вскоре и вовсе была выкуплена биотехнологическим  гигантом — компанией Монсанто. Несмотря на всё это, Flavr Savr вошёл в историю как первый генетически модифицированный продукт, выращиваемый в коммерческих целях и одобренный для питания людей.
Про трансгенный помидор, томатную пасту и про то, почему всё это пропало из магазинов
Настоящий успех пришёл к томатной пасте, сделанной из этих помидоров (точнее, из помидоров, сделанных по аналогичной технологии). Паста, созданная английской компанией Zeneca (Calgene и Zeneca договорились, что первая создает свежие томаты, а вторая — томатную пасту), появилась в британских супермаркетах в 1996 году и имела довольно большой успех — вкусная, густая (много пектина), и что немаловажно — на 20% дешевле, чем пасты из нетрансгенного сырья от конкурентов. На банке красовалась крупная надпись - "произведено из генетически модифицированных помидоров" (хотя в те времена маркировать ГМ-продукцию было не обязательно). В это трудно поверить сейчас, но тогда это предложение никого не смущало. За 4 года было реализовано почти 2 млн банок пасты, которая продавалась в двух очень крупных торговых сетях.
Про трансгенный помидор, томатную пасту и про то, почему всё это пропало из магазинов
Однако следующее событие создало, вероятно, ту самую ГМО-истерию и надолго закрыло рынок для ГМ-продуктов.
Биохимик Арпад Пуштаи решил доказать, что ГМО может быть опасно для человека. В 1999 году вышла статья, где он описал свой эксперимент. Учёный добавил в ДНК картофеля ген, вырабатывающий лектин. Это такие белки, которые в больших дозах нарушают усвоение питательных веществ в кишечнике и приводят к другим неприятным штукам. Впоследствии, в результате детального анализа статьи независимыми экспертами, было выяснено, что ничего страшного картофель с лектином не делает с человеком. Однако цель эксперимента была не доказать вред этой картошки, а доказать вред такой технологии, как генная инженерия, что её можно использовать для создания растений, которые травят людей (то, что любую технологию можно использовать во вред человеку, видимо никого не волнует).
За некорректную статью и неверную интерпретацию статистических данных Пуштаи был уволен из института, где он работал. Однако в обществе резко сменилось отношение к ГМО с положительного на негативное. Конечно же никому не было интересно, что в эксперименте вредный сорт был целенаправленно создан.
Трансгенное томатное пюре люди сразу же перестали покупать, и в 1999 году производитель отозвал продукцию из английских супермаркетов. С тех пор оно больше никогда не появлялось в магазинах.

Пруфы и источники:
https://en.wikipedia.org/wiki/Flavr_Savr
http://www.brighthub.com/science/genetics/articles/27236.asp...
https://www.fda.gov/Food/IngredientsPackagingLabeling/GEPlan... (исследование от FDA)
http://hortsci.ashspublications.org/content/43/3/962.full (подробнее о том, как создавался сорт)
http://calag.ucanr.edu/Archive/?article=ca.v054n04p6
А. Панчин. "Сумма биотехнологий", с 121-124.
https://www.popmech.ru/science/14570-vozvrashchenie-vkusa-po... (занимательная статья на русском языке).
4156

Как генная инженерия папайю спасла

Развернуть
Хотелось бы рассказать об важном достижении этой технологии, которое почему-то слабо освещается в интернете и вообще в СМИ.

Это - папайя. Слева - взрослое растение, справа - плод.
Как генная инженерия папайю спасла
Для нас, в общем-то, это экзотический фрукт, не представляющий особой ценности. Однако для развивающихся (и не только) стран это довольно-таки важная съедобная культура. В принципе, её можно сравнить с картофелем.

В 20 веке случилась одна неприятная ситуация (на самом деле их было больше, но с папайей - одна). В 1937 году на Гавайях появился вирус кольцевой пятнистости папайи. Вирус возник где-то 2 тысячи лет назад, предположительно в Индии.
Добравшись до штата с красивыми вулканами, вирус начал поражать плантации этой культуры. Ниже представлены заражённые деревья и плоды:
Как генная инженерия папайю спасла
Ну, обычная ситуация. У растения есть вредители. Фермерам худо-бедно удавалось сдерживать распространение вируса до 50-х годов 20-го столетия. А потом вирус слетел с катушек и начал невероятную кампанию по уничтожению вида. Образовался чрезвычайно патогенный штамм (разновидность), который выкашивал плантацию за плантацией. Возбудителя по островам разносила тля. Через 12 лет после появления столь агрессивного вида, количество земли, годное для выращивания папайи, сократилось на 94%
Надо сказать, что выращивание этого фрукта важно для Гавайев. Поэтому фермеры быстренько стали перемещать свои деревья на один из островов штата, Пуна. Он остался нетронутым вирусом. Дошло до того, что этот остров стал производить 95% всей гавайской папайи к 1970-ым годам.
Как генная инженерия папайю спасла
Разумеется, были предприняты попытки искоренить вирус. Помимо карантина предлагались использовать изолирующие сетки (чтобы тля не попадала на деревья), уничтожение переносчиков (то есть тли), попытки создания устойчивого сорта с помощью селекции. Все способы потерпели неудачу. Вирус продолжал свою экспансию.
К середине 90-х годов патоген добрался до Пуны, в результате чего производство папайи упало в 2 раза.
Ежегодно из-за заражения Гавайский архипелаг терял до 11 млн долларов.

Казалось бы, проигранная война. Но у людей было ещё одно средство. Хуже уже точно не будет, так что было решено немножко изменить папайное ДНК.
Выяснилось, что если в цепочку ДНК растения добавить ген (кусочек цепочки поменьше) от вируса, то папайя не заразится. Ген, отвечающий за выработку белка оболочки вируса, был внедрён в ДНК эмбриональных клеток папайи, в результате чего он не давал нормально работать генам вируса, препятствуя воспроизведению новых вирусных копий (антисмысловые РНК, хотя есть мнение, что механизм подавления вируса связан с РНК-интерференцией). Чем больше вирусных генов запихнуть в ДНК дерева, тем к большим штаммам вируса будет резистентность.
Разработка трансгенного сорта началась в 1985 году (то есть ранее, чем вирус уничтожил плантации на Пуне). Сорта под названиями SunUp и Rainbow продемонстрировали впечатляющий результат, показав полный иммунитет к вирусу.
Сравнение трансгенного сорта (Rainbow) с обычным (Sunrise):
Как генная инженерия папайю спасла
Обратите внимание, менее чем за год сорт Sunrise полностью оказался инфицированным.

Получив необходимые процедуры по одобрению от контролирующих организаций (FDA, EPA и др), в мае 1998 года трансгенная папайя началась выращиваться для коммерческого использования. Внедрение генно-модифицированного фрукта в Гавайи позволило в короткие сроки вернуть исходные объемы производства.

В ходе проверок (это нужно для получения лицензии на коммерческое выращивание) не было выявлено никакого негативного влияния на организм человека. К тому же, человек всегда употреблял папайю вместе с её вирусом, так как там, где она растёт, всегда присутствует этот патоген.
Ещё одно интересное свойство трансгеных сортов - они останавливают распространение вируса, что позволяет выращивать обычную, нетрансгенную культуру.
Несмотря на то, что сорт SunUp обладает более мощной защитой (в плане наличия резистентности к бо'льшиму числу штаммов), на Гавайях преобладает сорт Rainbow. Выращивается ГМ-папайя не только там, но и в других странах (Индия, Бразилия etc)

Папайя стала первым растением, которому было добавлена устойчивость к вирусам с помощью генной инженерии.

Пруфы и статьи с подробным описанием:
http://www.apsnet.org/publications/apsnetfeatures/Pages/papa... (статья от авторов трансгенных сортов)
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17172756
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15012507
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18705869
https://en.wikipedia.org/wiki/Papaya_ringspot_virus
3509

Почему мы не можем воскресить динозавров?

Развернуть
После очередного сенсационного открытия хорошо сохранившихся останков древних рептилий, мы часто видим в комментариях шутки о ДНК динозавров и о возможном парке юрского периода. Некоторые говорят всерьёз о возможностях создать динозавров посредствам генной инженерии. Бывают люди, вспоминающие новость об "откате" генома курицы, что придаёт птице динозавровый вид. Ну что же! Сегодня настало время разобраться в этом вопросе!
Почему мы не можем воскресить динозавров?
На сегодняшний день порог читабельности ДНК составляет 1 млн лет. После прохождения этого порога, ДНК распадается на такие маленькие составляющие, что прочитать его становится совершенно невозможно. Мы с трудом можем определить, что это вообще такое перед нами. Да, технологии развиваются, и возможно в далёком будущем мы сможем читать ДНК возрастом немногим более 1 млн лет. Но сегодня, это скорее фантастика, чем наука. Почему? Да потому что этот срок в 1 млн лет считается при абсолютно идеальных условиях хранения образца. После ДНК разрушается до отдельных нуклеотидов в лучшем случае, а нужны последовательности, характерные для конкретного вида. Пускай животное умрёт в породе, изначально изолированной от воздействия воздуха и воды. Та же вечная мерзлота или янтарь в пример. Даже в этом случае ДНК будет повреждаться в результате случайного гидролиза или окисления. ДНК повреждается и в живых клетках!

Итак, мы имеем 1 млн лет в идеальных условиях. А когда жили динозавры? 65-64 млн лет назад. На секунду представим, что мы таки сможем откопать пару тысяч образцов одного и того же подвида динозавра, чтобы собрать с него все имеющиеся остатки ДНК и склеить их в одну цепь для дальнейшего клонирования. Вообще, это не реально, даже если ДНК сохранится, но всё же. Уйдём в сторону ненаучной фантастики. Просто этот аргумент любят использовать в комментариях. Но я спешу вас расстроить. Последние исследования помогли выяснить, за сколько времени половина связей в цепочке успеет разрушиться, так называемый период полураспада. 521 год. Всего пол тысячелетия в идеальных условиях и у нас от связей между нуклеотидами останется всего половина. Ещё 521 год и оставшиеся связи разрушаться ещё на 50%. Тем самым потолок сохранности ДНК составляет 6,3-6,8 млн лет, что в 10 раз меньше, чем нам нужно. Никакие технологии не позволят собрать то, чего нет.
Почему мы не можем воскресить динозавров?
Часто в комментах можно встретить и метод генной инженерии. "Откатить" геном курицы или заменить/добавить в птицах определённый гены, чтобы создать динозавра.

Простите, но никакие птицы нам тут не помогут. Да, в слона внедрили гены мамонта, что поможет "воскресить" удивительное животное прошлого. Хотя по факту, не будет никакого воскрешения, и не будет никакого мамонта. Будет абсолютно новое животное. Вы же не называете шпица и чихуахуа волком? Хотя по сути, это искусственно созданные методом селекции породы собак, а собака - одомашненный волк. Та же история и с мамонтом. Будет мамослон, а не шерстистый мамонт.
Почему мы не можем воскресить динозавров?
Мамонтёнок Хрома помог восстановить огромные пробелы в генофонде мамонтов
Только вот у нас есть ДНК мамонта и его живой близкий родственник. С динозаврами дела обстоят совсем иначе. Во-первых, как я сказал выше, у нас нет ДНК мезозойских рептилий. Во-вторых, нет ни одного близкого родственника динозавров сегодня. Птицы? О нет! Они ближайшие, но не близкие! Да нам, людям, домашняя кошка или лошадь ближе, чем современные птицы древним ящерам. Разделение слонов и мамонтов было около 8 млн лет назад, разделение млекопитающих на отряды было около 65-70 млн лет назад, а разделение же птиц и динозавров произошло более 160 млн лет назад! Ни о каком общем генофонде речи быть и не может.
Почему мы не можем воскресить динозавров?
Анхиорнис - ближайший родственник птиц в динозавровой семье. Возраст - 170 млн лет. Окрас воссоздан, благодаря сохранившемуся в останках меланосом.
Что насчёт "отката" генома? Да, было такое дело. Курицам заблокировали ген(ы) отвечающий за формирование рогового покрытия на пасти. То есть смогли настроить куриный эмбрион таким способом, что он рос без клюва. Курица с пастью! Динозавр же?! Нет, даже рядом нет. Я слышал ещё случай о блокировки гена, отвечающего за сращивание хвостовых позвонков. Но это больше походит на фейк, хоть и правдоподобный. Допустим, что мы таки смогли это сделать. И в очередной раз уйдя в полную фантастику, допустим, что мы смогли настроить геном так, чтобы появилась на свет курица с длинным хвостом, пастью, нормальными передними лапами, зубами, без вилочковой кости и без киля. Чем не динозавр? А тем, что это будет курица с атавизмом. Изменения не закрепятся и каждый раз нам заново придётся создавать подобное чудо. Мозг, внутренние органы, повадки вовсе останутся куриными! Это не динозавр! Но допустим, можно представить, что это динозавр. Тогда у нас будет максимум дейнонихозавры и может даже крупные тероподы! Но где нам взять зауроподов, цератопсов, орнитоподов, анкилозавров? Все эти ребята не оставили ни единого потомка. Нам не с чего их делать! Такой парк юрского периода не годиться! Красная цена входного билета - 100р!
Почему мы не можем воскресить динозавров?
Сегодняшние реалии, развитие генной инженерии и количество информации о динозаврах говорит нам, что проще в прошлое слетать за ДНК, чем создавать динозавров из курицы. Такие варианты, кстати говоря, тоже были в комментариях, и они выглядят куда реалистичней, чем собирать геном трицератопса и выращивать его в пробирке.
Почему мы не можем воскресить динозавров?
Почему мы не можем воскресить динозавров?
613

Генная инженерия позволила вылечить наследственную слепоту

Развернуть
Благодаря генной инженерии медики смогли вернуть зрение 29-летнему пациенту, страдавшему от наследственного заболевания. Полученный опыт открывает путь для лечения тысяч больных по всей Земле.
Генная инженерия позволила вылечить наследственную слепоту
29-летний британец ослеп из-за пигментного ретинита. Это наследственное дегенеративное заболевание глаз, вызывающее значительное ухудшение зрения, а зачастую вообще приводящее к слепоте. Иногда симптомы проявляются еще в детстве, а в некоторых случаях они становятся заметны уже в зрелом возрасте. В настоящее время эффективных лекарств от пигментного ретинита нет. Однако ученые из Оксфордского университета смогли впервые восстановить зрение пациента благодаря инновационной генной терапии. Результаты изложены в издании The Telegraph.
Генная инженерия позволила вылечить наследственную слепоту
Таким видит мир человек с пигментным ретинитом / ©Wikipedia
Сначала у мужчины был взят генетический материал, а затем ученые перепрограммировали ген, подвергшийся мутации. После этого исправленная ДНК была введена в глаз при помощи вируса, не представляющего опасности для человека. По словам ведущего автора исследования, профессора офтальмологии Оксфордского университета Роберта Макларена (Robert MacLaren), страдавший от болезни британец уже дома. Чувствует он себя удовлетворительно. Между тем потребуется еще несколько лет наблюдений для того, чтобы убедиться в эффективности терапии (болезнь может вновь проявить себя). Известно также, что в обозримом будущем данная методика будет опробована на еще 24 пациентах.
Генная инженерия позволила вылечить наследственную слепоту
Осуществившая операцию команда медиков / ©University of Oxford
Генная инженерия позволила вылечить наследственную слепоту
©University of Oxford
Генная инженерия позволила вылечить наследственную слепоту
©University of Oxford
Примечательно, что некоторые специалисты считают генную терапию опасной. Недавно, например, было высказано мнение, что ее применение может в перспективе лишить наш мир гениев, таких как Стивен Хокинг или Уильям Шекспир. Дело в том, что вредные мутации в ряде случаев могут иметь «полезные» эффекты.


Источник
Статья в The Telegraph
3838

В Китае впервые была проведена "пересадка" человеку CRISPR-модифицированных клеток

Развернуть

Источник:
550

Китайцы впервые провели генное модифицирование человеку

Развернуть

Источник:
987

Инновации генной инженерии

Развернуть
Ххх: Картошка с генами укропа? Увольте!

Ууу: А есть тут генетики-селекционеры? Добавьте к этому чуду ген сливочного масла и я буду варить и есть такую картошку!

Zzz: Если добавить ген кастрюли с кипятком, можно будет даже не варить.
1507

Зубы

Развернуть
Специалисты генной инженерии нашли немало способов запустить у человека существующий у акул механизм восстановления зубов. Выкупленные патенты надежно хранятся в засекреченных архивах ассоциации врачей-стоматологов.
1862

Вот это круто!

Развернуть
Первый генетически модифицированный вирус одобрен для лечения рака. Взято с geektimes.
Вот это круто!