Что такое CRISPR — технология, которая изменит мир.

1 448

История об удивительном методе редактирования генома CRISPR, открывающем множество замечательных возможностей для человечества.

Если бы у вас была возможность уничтожить рак, вы бы сделали это? Избавить мир от ВИЧ-инфекции или истребить вид комаров, переносящих вирус Зика? CRISPR — новый метод редактирования генов, позволяющий ученым вырезать нежелательные фрагменты ДНК с хирургической точностью, способен на это. И именно эта технология может радикально изменить наш привычный мир уже в самом ближайшем будущем.

Сегодня мы поговорим как раз о CRISPR. Данная технология редактирования генов может не только значительно развить сферу медицины, но и избавить нас от известных проблем продовольственного снабжения. Возможности и потенциал CRISPR кажутся бесконечными, поэтому мы решили объединить наиболее интересные из них в одном материале.

Что такое CRISPR

CRISPR (также известный как «CRISPR-Cas9») — уникальный инструмент для редактирования генома. Позволяет генетикам и медицинским исследователям редактировать части генома путем удаления, добавления или изменения последовательных участков ДНК. Более того, CRISPR быстрее, дешевле и точнее, чем все предыдущие известные методы редактирования ДНК и имеет широкий спектр потенциальных применений.

На данный момент технология CRISPR является самым простым, универсальным и точным методом генетической манипуляции. Мир науки потрясен от одного только потенциала CRISPR, и это нисколько не преувеличено.

Как это работает?

Система CRISPR-Cas9 состоит из двух ключевых молекул, которые вводят изменение (мутацию) в ДНК. Это:

Фермент, называемый «Cas9». Данная молекула CRISPR действует как пара «молекулярных ножниц». Cas9 может вырезать нити ДНК в определенном месте в геноме, чтобы затем можно было добавить или удалить фрагменты ДНК.

Часть РНК, называемая «гРНК» (гидовая РНК). гРНК состоит из небольшого фрагмента предварительно разработанной последовательности РНК (длиной около 20 оснований), расположенного в более длинном участке ДНК. Этот участок связывается с ДНК и РНК для «направления» Cas9 в правую часть генома.

Так что же может CRISPR и почему эта технология изменит мир?

Ученые быстро поняли огромные перспективы CRISPR. Если в 2011 году было опубликовано всего 100 работ о ней, то к 2017 году эта цифра достигла более 14 000.

Помимо прочего, в них описывались аналоги белков Cas9. Например, Cas13 может редактировать не ДНК, а РНК.

Идея генной модификации не нова, и различные ее методики существуют уже много лет. Однако CRISPR превосходит все известные до сих пор технологии благодаря доступности и точности. Редактирование одного гена обойдется всего в $75 и займет несколько часов. И, что немаловажно, технология работает с любым организмом на Земле.

Существует почти бесконечное множество потенциальных применений технологии. Во-первых, CRISPR позволяет ученым выяснить функцию различных генов. Достаточно просто вырезать изучаемый ген из ДНК и увидеть, какие функции организма оказались затронуты. Однако общественность намного сильнее интересуют практические применения. Их можно разделить на несколько пунктов:

1) Изменения в сельском хозяйстве

CRISPR позволяет сделать сельскохозяйственные культуры более питательными, более вкусными и устойчивыми к жаре и стрессу. Можно придать растениям и другие свойства: например, вырезать из арахиса ген аллергена, а в бананы внедрить устойчивость к смертельному грибку. Технологию можно применить и для редактирования генома домашних животных — например, коров.

2) Борьба с наследственными заболеваниями

Ученые намерены использовать CRISPR, чтобы вырезать из человеческого генома мутации, ответственные за целый ряд заболеваний, например, серповидноклеточную анемию. Технология также позволят вырезать гены хореи Хантингтона или мутаций BRCA-1 и 2, связанных с раком молочной железы и яичников. Теоретически CRISPR-атака даже может остановить развитие ВИЧ.

Однако специалистам предстоит убедиться в безопасности методики, прежде чем ее начнут применять в больницах. Ферменты Cas9 иногда ошибаются и редактируют ДНК в неожиданных местах, что может вызвать серьезные последствия для здоровья.

3) Новые антибиотики и противовирусные препараты

Бактерии развивают устойчивость к антибиотикам, а разрабатывать новые дорого и сложно. Технология CRISPR дает возможность с высокой точностью уничтожать опредленные виды бактерий, хотя конкретную методику еще предстоит разработать. Ряд исследователей также работает над CRISPR-системами, нацеленными на вирусы.

4) Генетический драйв

С помощью CRISPR можно изменить не просто геном отдельного животного и растения, но и генофонд целого вида. Эта концепция известна как «генетический драйв». Обычно любой организм передает потомству половину своих генов. Однако использование CRISPR позволяет повысить вероятность передачи генов по наследству почти до 100%. Это позволит нужному признаку быстро распространиться по всей популяции.

Используя эту технологию, можно, например, модифицировать комаров так, чтобы в их популяции рождались только самки. Через какое-то время популяция исчезнет.

В более щадящем варианте можно сделать комаров устойчивыми к заражению малярийным плазмодием. Они не смогут передавать паразита людям, и малярии будет положен конец. Однако для осуществления таких проектов нужно преодолеть сомнения скептиков, которые протестуют против столь масштабного вторжения в природу.

5) Создание «дизайнерских младенцев»

Этот пункт привлекает больше всего общественного внимания. Однако, по словам ученых, пока наши технологические возможности не позволяют создавать детей с заданными качествами. Например, за уровень интеллекта отвечают тысячи генов, и скорректировать их всех пока невозможно. Возможно, в будущем технологии достигнут нужного уровня, но пока беспокоиться не о чем.

Заключение

Как вы можете видеть, CRISPR — действительно удивительная технология, способная в корне изменить текущие методы лечения. Несмотря на то, что сейчас на базе этой технологии в основном проводятся только разнообразные исследования и тестирования, невероятные результаты есть уже сейчас. Они опубликованы в сети и доступны для просмотра любому желающему. И они вселяют надежду на лучшее будущее для человечества.

https://zen.yandex.ru/media/id...

«Это будут решать уцелевшие»: о мобилизации в России

Политолог, историк и публицист Ростислав Ищенко прокомментировал читателям «Военного дела» слухи о новой волне мобилизации:сейчас сил хватает, а при ядерной войне мобилизация не нужна.—...

Война за Прибалтику. России стесняться нечего

В прибалтийских государствах всплеск русофобии. Гонения на русских по объёму постепенно приближаются к украинским и вот-вот войдут (если уже не вошли) в стадию геноцида.Особенно отличае...

"Не будет страны под названием Украина". Вспоминая Жириновского и его прогнозы

Прогноз Жириновского на 2024 года также: Судьба иноагента Галкина и его жены Владимир Жириновский, лидер партии ЛДПР, запомнился всем как яркий эпатажный политик. Конечно, манера подачи ...

Обсудить
  • Предположу, гены содержат много информации, которая передалась от предков, но это не только, к примеру, иммунитет, но и та часть информации, по которой когда-нибудь восстановят, как жили наши предки, о чем говорили, о чем мыслили, что видели и слышали.. Гены - это гигантское хранилище информации о прошлом и настоящем. Возможно и прошлого нет, оно существует прямо сейчас, но где-то далеко и незримо, как радиоволна в космическом пространстве.