2020-6-3 00:02 |
С помощью генной инженерии можно решить актуальные проблемы энергетики, экологии и медицины. Например, создать необходимую вакцину.
Прошло ровно полвека, как наука сделала то, что тогда казалось невероятным. 3 июня 1970 года было объявлено о синтезе первого искусственного гена в живой клетке. Это стало важной вехой в биологии и впоследствии привело к другим, не менее значимым открытиям.АиФ.ru рассказывает, для чего учёные вообще этим занимаются и как синтетическая биология поможет бороться с глобальным потеплением и увеличить интеллектуальные способности детей.Это как первый спутник ЗемлиПервый одиночный ген учёные смогли выделить в 1969 году, а через год впервые создали искусственный ген. Автором эпохальной работы стал американский биолог индийского происхождения Хар Гобинд Корана. В 1968 году он получил Нобелевскую премии по физиологии и медицине «за расшифровку генетического кода и его роли в синтезе белков» (в соавторстве с двумя другими американцами), а в июне 1970 года завершил работу по химическому синтезу участка молекулы ДНК пекарских дрожжей. Воссозданный им ген состоял из 77 пар нуклеотидов, последовательность которых была известна к тому моменту.Хар Гобинд Корана показал, что искусственный ген способен функционировать в бактерии. Это стало поворотным пунктом в генетике. Учёных давно интересовала возможность генетической модификации живого организма. Исследование индийского биолога открыло эти ворота: теперь с помощью искусственных генов можно было создавать новые организмы. Правда, до этого было ещё далеко. Несмотря на то что работа Корана стала поистине революционным прорывом в науке, о широком производстве ГМО речь тогда не шла. Это можно сравнить с запуском первого искусственного спутника Земли. Его выход на орбиту и посылаемые в радиоэфир сигналы «бип-бип» не означали, что уже завтра наступит эра спутникового телевидения. Всему своё время.Синтезированный индийцем участок ДНК пекарских дрожжей положил начало новой эре в генетике. Его работа легла в основу технологии сборки целых геномов, которую можно производить хоть по заказу. Правда, со временем оказалось, что проще модифицировать ген, а не создавать его заново.Бактерия, которой нет в природеКак гласит третий закон Артура Кларка, любая достаточно развитая технология неотличима от магии. Глядя на достижения синтетической биологии, а особенно её передового направления — генной инженерии, понимаешь, насколько прав был классик научной фантастики. То, что делают современные учёные, и впрямь похоже на магию, волшебство. Методики, позволяющие строить цепочку с заданной последовательностью нуклеотидов, были разработаны ещё в 1980-е, и синтез ДНК сам по себе перестал быть сложной процедурой. Сначала биологи занимались перемещением генов между организмами, потом перешли к более интересным задачам. В первые годы ХХI века резко выросло число научных публикаций по генной инженерии: исследователи приступили к созданию искусственных геномов — организмов с заданными свойствами.Один из творцов современной генетической магии — американец Крейг Вентер, когда-то работавший над коммерческой версией проекта «Геном человека». В 2009 году группа исследователей под его руководством впервые синтезировала искусственную бактерию, способную к размножению. На это ушло 10 лет. Из бактерии Mycoplasma mycoides (её геном — один из самых простых) был выделен минимальный набор генов, необходимый ей для жизнедеятельности и размножения. Из 901 гена осталось лишь 437, но этого было достаточно — в распоряжении учёных оказался новый микроорганизм, до этого в природе не существовавший.Идея создания искусственной бактерии с минимальным набором генов (за счёт удаления «генетического мусора», которого хватает в ДНК) была не нова. Но то была теория — Крейг Вентер показал, что это возможно практически. Как он сам тогда говорил, в будущем технология позволит синтезировать бактерии, которые производят водород и биотопливо или, к примеру, способны поглощать парниковые газы из атмосферы. Таким образом, с помощью генной инженерии можно решить актуальные мировые проблемы: на что заменить ископаемые виды топлива и как остановить глобальное потепление. Как сделать ребёнка умнее?В прошлом году идею американских коллег развили учёные из Швейцарии. Только им синтезировать искусственную ДНК помог компьютерный алгоритм.Исследователи взяли оригинальный геном бактерии Caulobacter crescentus, обитающей в озёрах и ручьях, и загрузили его в программу — она нашла «мусорные» участки и удалила их. Оказалось, что микроорганизму были жизненно необходимы 680 генов из более чем 4 тысяч. Затем швейцарцы синтезировали полученный геном, создав новую молекулу ДНК. По сути, это был живой организм, полностью сгенерированный компьютером.«Для чего всё это нужно? — рассуждал ведущий автор исследования Бит Кристен. — В будущем станет возможным появление полностью искусственных живых организмов, спроектированных для конкретных прикладных задач. Например, для создания новых витаминов и лекарств. Кроме того, бактерии широко используются в разных направлениях промышленности, а также в экологии».Синтетическая биология позволяет не только разрабатывать новые виды биотоплива, о чём уже было сказано, но и получать электричество из бактерий, находить новые лекарственные препараты, в том числе вакцины для борьбы с инфекциями. Существует даже такое интересное направление, как создание искусственных бактерий для микрофлоры желудочно-кишечного тракта. Согласно последним научным данным, обитающие в кишечнике человека микробы влияют на его познавательные, коммуникативные и даже интеллектуальные способности. Заселяя синтезированные бактерии в организм младенца, можно добиться того, что он будет легче и быстрее обучаться, приобретая необходимые навыки.Ну разве не магия?
Подробнее читайте на aif.ru ...
