Сьогодні розуміння принципів роботи маленької молекули дезоксирибонуклеїнової кислоти дає нам практично необмежені можливості - від розведення кроликів, шерсть яких світиться в темряві, до лікування раку методом спрямованого редагування генома.
«З двадцяти амінокислотних букв Природа побудувала мову« в чистому вигляді », на якому виражаються - при незначною перестановці нуклеотидних складів - фаги, віруси, бактерії, а також тираннозавра, терміти, колібрі, ліси і народи, якщо тільки в розпорядженні є достатньо часу. Ця мова, настільки атеоретічний, передбачає не тільки умови на дні океанів і на гірських висотах, але і квантову природу світла, термодинаміку, електрохімію, ехолокацію, гідростатику і бозна-що ще, чого ми поки не знаємо! Він робить все це лише «практично», оскільки, все створюючи, нічого не розуміє. Але наскільки його нерозумність производительней нашої мудрості! Він робить це ненадійно, він - марнотратний володар синтетичних тверджень про властивості світу, так як знає його статистичну природу і діє відповідно до неї. Він не звертає уваги на поодинокі твердження - для нього має вагу лише сукупність висловлювань, зроблених за мільярди років. Дійсно, варто навчитися такому мови - мови, який створює філософів, в той час як наша мова - тільки філософію ». - писав польський філософ Станіслав Лем.
Ми зібрали кілька фактів про ДНК і генної інженерії, про які ви могли не знати.
Одним з найбільш поширених помилок щодо ДНК в цілому і генної інженерії зокрема, є міф про те, що ГМО шкідливі, оскільки в них містяться гени. Більш того, в кукурудзу присаживают гени лосося, і після вживання її в їжу, людина починає буквально обростати зябрами. Або «заражається» раком.
Так кажуть або люди, не вчилися в середній школі, або люди, які намагаються переконати вас, що ви не навчалися в середній школі. Зрозуміло, варто почати з того, що не тільки в ГМО містяться гени, але і в будь-якої органічної їжі. Оскільки на одних неорганічних добавках, начебто хлориду натрію, довго не протягнути - гени доведеться вживати в їжу так чи інакше.
Що стосується генів лосося ... Так, в природі існує так званий «горизонтальний» перенесення генів, коли генетичний код передається не від батька до нащадка, а від одного організму до іншого, наприклад, ретровіруси здатні вбудовувати свій геном в клітини рослин, грибів і тварин. Але тут мова йде про «зараженні» генами або раком від ГМО. Це практично як стверджувати, ніби з'ївши смажену картоплю Ви самі підсмажити до хрусткої скоринки. Зрозуміло, це нісенітниця. Зате ГМО допомагає жити і бути здоровими багатьом людям.
Багато підлітків мріяли отримати суперздатність, як у Циклопа з коміксів про людей Ікс або стати зеленим Халком, щоб помститися хуліганам. Навіть деякі дорослі мріють відростити крила і полетіти із задушливого офісу, щоб погратися в потоках свіжого весняного вітерця.
Наскільки реальними є мутації? Почнемо з того, що мутації є невід'ємною частиною нашого існування.
ДНК людини, та й взагалі будь-якої істоти, весь час змінюється. Мутації в ДНК неминучі хоча б через те, що при копіюванні стільки великого обсягу інформації як генетичний код, неминучі помилки. При кожному копіюванні геному - яке, до речі, не припиняється ні на секунду, адже клітини діляться безперервно - відбуваються тисячі помилок, велика частина яких ліквідується спеціальними механізмами, але якась частка залишається і продовжує жити. Так і забезпечується видове та індивідуальне різноманіття.
Таким чином - все наше життя є однією великою генетичною рулеткою, де на кін поставлено все: від кольору волосся до схильності до наук.
Але як же лазери з очей і крила на спині? Поки що штучна еволюція не досягла таких висот, щоб збільшити людині повнофункціональні крила. Але за допомогою генної інженерії вже можна змінювати геном дорослої особини - в цьому допоможе система CRISPR-Cas, перспективна розробка в сфері генної інженерії, що дає можливість спрямованого редагування генома.
Систем CRISPR-Cas досить багато і про кожну коротко не розповіси. Технологія заснована на імунній системі бактерій, що представляє собою особливі ділянки бактеріальної ДНК, короткі паліндромний кластерні повтори, або CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats). Між ідентичними повторами розташовуються відрізняються один від одного фрагменти ДНК - спейсери, багато з яких відповідають ділянкам геномів вірусів, що паразитують на цій бактерії. При попаданні вірусу в бактеріальну клітину він виявляється за допомогою спеціалізованих Cas-білків (CRISPR-associated sequence - послідовність, асоційована з CRISPR), пов'язаних з CRISPR РНК. Якщо фрагмент вірусу «записаний» в спейсерами CRISPR РНК, Cas-білки розрізають вірусну ДНК і знищують її, захищаючи клітину від інфекції.
З людьми Ікс ми розібралися. А чи можуть в реальності існувати Бібоп і рокстеді або четвірка черепах-мутантів, що володіють ниндзюцу?
У природі існує таке явище як химера - це організм, що складається з генетично різнорідних клітин, результат природного або штучного зрощування тканин, що належать різним організмам. Назва походить від давньогрецької міфічної тварини - вогнедишного чудовиська з тілом козла, головою лева і хвостом змії. Першу вперше термін застосував німецький ботанік Ганс Вінклер у 1907 році, коли успішно схрестив паслін і томат.
З тих пір, крім природних химер, начебто химер-мишей з подвійним забарвленням і різними очима, стали з'являтися штучні. У 1980-х вчені створили межвидовую химеру вівці і кози.
Ембріони були хірургічним шляхом витягнуті з кіз і овець на шостий і сьомий день, відповідно, після першого дня тічки. Після ферментативного видалення zona pellucida - блискучої оболонки, навколишнього яйцеклітину - внутрішня клітинна маса кози була відокремлена від бластоцисти хірургічним шляхом із застосуванням специфічних імунних сироваток.
Внутрішню клітинну масу ввели в бластоцисти овець за допомогою мікроманіпулятора. Двадцять дві оброблені бластоцисти ввели 12 вівцям для подальшого виношування. Дев'ять овець народили в цілому 13 ягнят (вижило 59% ембріонів). Дев'ять з них були звичайними ягнятами, один виявився козеням, і два - міжвидовими химерами.
У отриманого організму спостерігався різний тип вовни на ділянках шкіри, що містять клітини вівці і клітини кози.
Вчені імплантували людські стовбурові клітини в ембріони свині. У результаті виходила суміш з людських і свинячих клітин, яку на місяць підсаджували самці свині. З 2075 ембріонів 186 змогли розвинутися до терміну 28 днів, після чого були видалені. За даними вчених, людські клітини в ембріонах успішно функціонували. Керівник дослідження Хуан Карлос Бельмонте розповів, що кінцевою метою дослідження є вирощування функціонуючих тканин і органів для трансплантації.
4 - Тест на материнство? Серйозно?
Людські химери теж існують і часом призводять до курйозних ситуацій.
5 - Парк Юрського періоду
Одне з питань, що хвилюють наукове співтовариство - чи можна, врешті-решт, клонувати динозавра?
На питання може відповісти палеонтолог університету Північної Кароліни Мері Швейцер, що виявила в скам'янілостях динозаврів м'які тканини. Відповідь на питання «чи можна витягти з кістки динозавра справжню ДНК?» Проста - так, можна. А ось чи є вона вже зараз, не зовсім ясно. Вчені вважають, що молекула ДНК навряд чи може зберігатися довше, ніж мільйон років. При найоптимістичніших прогнозах і ідеальних умовах - не більше 5-6 мільйонів. Динозаври ж вимерли 65 мільйонів років тому.
Однак, спроби припиняти не варто, адже навіть якщо зразок буде належати не динозавру - про це можна буде дізнатися за кількома ознаками:
1 - Вченим відомо більше 300 ознак, що пов'язують динозаврів з птахами, вони переконливо доводять, що птахи походить від динозаврів-тероподів. Тому послідовність ДНК, отримана з кістки динозавра, повинна збігатися з ДНК птахів по рядку ознак. Більш того, вона повинна бути більше схожа саме на пташиний геном, а не на, припустимо, крокодиловий.
2 - Якщо ДНК динозавра, яка пролежала в землі 65 мільйонів років, раптом виявиться що складається з довгих ланцюжків, відносно легко піддаються розшифровці, то швидше за все це лже-динозаврових ДНК і потрапила вона туди випадково. Адже справжні молекули ДНК динозаврів будуть сильної фрагментованими, і насилу піддадуться сучасним методам секвенції, розробленими для здорової ДНК сучасних організмів.
3 - Якщо білки і ДНК успішно збереглися з мезозойських часів, їх зв'язок з динозаврами повинна підтверджуватися не тільки секвенуванням, а й іншими методами наукового дослідження. Наприклад, зв'язування білків зі специфічними антитілами доведе, що це дійсно білки з м'яких тканин, а не забруднення із зовнішніх гірських порід. Під час досліджень Марі Швейцер з колегами змогли успішно локалізувати речовина, хімічно подібне ДНК, всередині клітин кістки тиранозавра Рекса, використовуючи як методи, специфічні для ДНК, так і антитіла до білків, асоційованим з ДНК хребетних.
Зараз повноцінно клонувати динозавра, як це було з горезвісної овечку Доллі, не представляється можливим. Але кропітка робота дозволить виділити і відновити повний ланцюжок генетичної інформації якогось стародавнього ящера. Далі справа залежить тільки від того, наскільки наполегливо працюватимуть науковці, і як багато ми готові пожертвувати засобів і ресурсів на парк Юрського періоду, населений динозаврами всіх форм і розмірів.