Зачем нужны синтетические гены

Рубрика
Зачем нужны синтетические гены

Достижения генетики не остановились только лишь на секвенировании человеческого генома. Теперь ученые в сфере биохимии и генной инженерии заняты вопросом, как эта информация может помочь человечеству в решении других сложных медицинских проблем, связанных с наследственными заболеваниями. Искусственный синтез гена позволяет как получить точные копии естественных генов, так и открывает совершенно новые возможности.

Роль синтетических генов в науке

Синтетическая биология – это отрасль, которая занимается проектированием и конструированием новых биологических объектов, таких как ферменты, генетические цепи и клетки, или реорганизацией существующих биологических систем.

Синтетическая биология опирается на достижения в области молекулярной, клеточной и системной биологии и стремится трансформировать биологию так же, как химический синтез и разработка интегральных микросхем. Главная задача этой науки – создание синтетических генов. Какая роль синтетических генов в науке? Они дают возможность:

  1. воссоздать функциональную биологическую систему из ее основных частей. Используя синтетическую биологию, ученые тестируют модели функционирования живых организмов;
  2. манипулировать живыми системами на молекулярном уровне, что должно привести к лучшему пониманию их работы и новым типам биологических компонентов и генетических сетей;
  3. вдумчивой перестройки естественных живых систем и возможного внедрения инженерных систем, которые легче изучать и с которыми можно взаимодействовать;
  4. разработки интегрированных биологических систем для целей обработки информации, производства энергии, производства химических веществ и изготовления материалов.

Синтетическую биологию от традиционной молекулярной и клеточной биологии отличает возможность создания основных компонентов, которые можно моделировать, изучать и настраивать в соответствии с конкретными характеристиками. Сборка этих небольших деталей в более крупные интегрированные системы позволит решать конкретные проблемы, возможно, даже лечение болезней. Подобно тому, как инженеры в настоящее время проектируют интегральные схемы на основе известных физических свойств материалов, а затем изготавливают функционирующие схемы и целые процессоры, биоинженеры вскоре будут разрабатывать и создавать инженерные биологические системы, в основе которых – синтетические гены.

В отличие от многих других областей техники, биология невероятно нелинейна и менее предсказуема. Ученые очень мало знают о том, как работают гены и как они взаимодействуют. Вот почему так важно выделить и понять отношения между всеми деталями биологии (последовательности генов, свойства белка, биологические системы). Только после этого можно будет говорить о создании многокомпонентных биологических искусственных систем.

От бактерии к человеку

Наука стремительно развивается, создание искусственного генома еще не так давно считалось чем-то из области научной фантастики, но сегодня ученые уже создали живой организм искусственно. Кто-то скажет, что это всего лишь бактерия, но для науки – это большой прорыв. Возможно, это новая форма жизни, считают эксперты, и это определенно целая новая веха в области синтетической биологии и новый этап развития синтетических генов.

В мае 2019 года исследователи из Лаборатории молекулярной биологии Совета по медицинским исследованиям в Британии сообщили, что они переписали ДНК бактерий Escherichia coli, создав синтетический геном, в четыре раза более крупный и гораздо более сложный, чем любой ранее созданный.

Это живые бактерии, которые имеют необычную форму и медленно размножаются. Но их клетки работают в соответствии с новым набором биологических правил, производя известные белки, аминокислоты с реконструированным генетическим кодом.

Это достижение однажды может привести к образованию организмов, которые производят новые лекарства или другие ценные молекулы, как живые фабрики. Эти синтетические бактерии также могут стать подсказкой к тому, как возник генетический код на раннем этапе зарождения жизни на нашей планете.

Возможно ли создание искусственно синтезированного человека? Запущенный в июне 2016 года проект Human Genome Project – Write дает ученым возможность лучше разобраться в языке программирования генома человека. В рамках проекта исследователи учатся определять роль разных участков генома и составлять собственные генетические коды для клеток, проходя трудоемкий путь проб и ошибок, узнавая, что могут искусственные гены.

Теоретически создание искусственного человека с нуля возможно, но это перспектива очень отдаленного будущего, поскольку в данный момент ученые, хотя и расшифровали, как устроен весь геном человека (благодаря предыдушему проекту Human Genome Project – Read), не понимают, как работают те или иные участки в геноме и к чему приводят изменения в них. Если ученые смогут разобраться и понять сложный биологический язык нашей ДНК, то смогут воссоздавать его по собственным, новым правилам. Написанный биоинженерами генетический код для «нового» человека не будет содержать ошибок в своей структуре и поможет улучшить многие его биологические функции, обеспечивая иммунитет к инфекционным заболеваниям и даже радиации. Однако уже сейчас понятно, что это создаст огромную этическую проблему и фактор опасности для биоразнообразия.

Какие материалы необходимы для исследований

Однако пока использование синтетических генов является отдаленной перспективой, мы можем пользоваться другими достижениями генетики. Генетические исследования стали быстрым, удобным и доступным способом решить многие сложные проблемы – установление родственных связей, предупреждение развития тех или иных заболеваний.

Для любого генетического исследования требуется образец ДНК, который извлекают, как правило, из буккального эпителия. Это стандартный биоматериал для ДНК-теста, получаемый путем соскоба со внутренней стороны щеки. Это комфортная и безболезненная процедура, которую даже можно выполнять самостоятельно с помощью домашнего набора. Иногда получить  этот образец нельзя – один из тестируемых может быть недоступен по разным причинам. В этой ситуации используются нестандартные материалы:

  • ткани со следами крови, слюны, спермы;
  • зубные щетки, лезвия бритвы и другие предметы личной гигиены;
  • одноразовые трубочки для питья, стаканы, окурки, жевательные резинки;
  • детские пустышки;
  • ногти, волосы с луковицами, зубы, кости.

Необходимо понимать, что шансы на удачное извлечение ДНК из нестандартных материалов ниже, и это также требует больше времени и стоит дороже.

Подробнее о стоимости и сроках работы со стандартными и нестандартными материалами вы можете узнать на сайте Медикал Геномикс Украина. Лаборатория предлагает широкий спектр генетических исследований. Вы можете сдать образцы в одном из 78 пунктов приема образцов или заказать набор для домашнего забора. Позвоните, если у вас есть вопросы или вы хотите сделать заказ.

Похожие статьи
Понравился пост? Подпишитесь на обновления сайта
Добавить комментарии

Последние статьи

ДНК-диета - меню, записанное в генах. Как ДНК диета помогает скинуть вес? Есть ли результаты от питания по ДНК анализам? Ответы на вопросы в статье от Медикал Геномикс Украина.

Раньше для проведения теста на отцовство приходилось ждать рождения ребенка. Сегодня установить отцовство можно уже при беременности.

Если вы задаетесь вопросом: в чем преимущества ДНК-тестирования и зачем его делать, эта статья предназначена для вас.

Генетика определяется как наука, изучающая наследственность и изменчивость живых организмов. Ее отцом считается фигура Г.

ДНК-тесты стали инструментами генетической идентификации, они, в том числе, используются для определения отцовства и родства. Для этих исследований отбираются генетические маркеры, которые соответствуют основным критериям наиболее частой уникальности и разнообразия.

В странах, где законодательство разрешает судебное разбирательство по делу об установлении отцовства, исследования по определению степени родства между людьми приобрели большое значение. Поскольку такое исследование можно проводить и в частном порядке, в последнее время оно стало популярным.

Тест на родство, или тест на отцовство, в настоящее время является наиболее эффективным методом установления отцовства. Наши тесты ДНК основаны на окончательном определении того, является ли исследуемый мужчина биологическим отцом ребенка.

Предлагаемые нами тесты на отцовство, Киев, основаны на окончательном определении того, является ли исследуемый мужчина биологическим отцом ребенка.

ДНК-тест - это тест, который даст вам надежный и быстрый ответ на вопрос о биологическом родстве между определенными людьми. Вы можете исследовать родство, например, между бабушкой и дедушкой и внуком, между сестрами, между братьями, а также отцовство без участия отца.