Навіщо потрібні синтетичні гени

Рубрика
Навіщо потрібні синтетичні гени

Досягнення генетики не зупинилися тільки на секвенування людського геному. Тепер вчені в сфері біохімії та генної інженерії зайняті питанням, як ця інформація може допомогти людству у вирішенні інших складних медичних проблем, пов'язаних зі спадковими захворюваннями. Штучний синтез гена дозволяє як отримати точні копії природних генів, так і відкриває абсолютно нові можливості.

Роль синтетичних генів в науці

Синтетична біологія - це галузь, яка займається проектуванням і конструюванням нових біологічних об'єктів, таких як ферменти, генетичні ланцюги і клітини, або реорганізацією існуючих біологічних систем.

Синтетична біологія спирається на досягнення в галузі молекулярної, клітинної та системної біології і прагне трансформувати біологію так само, як хімічний синтез і розробка інтегральних мікросхем. Головне завдання цієї науки - створення синтетичних генів. Яка роль синтетичних генів в науці? Вони дають можливість:

  • відтворити функціональну біологічну систему з її основних частин. Використовуючи синтетичну біологію, вчені тестують моделі функціонування живих організмів;
  • маніпулювати живими системами на молекулярному рівні, що повинно привести до кращого розуміння їх роботи і новим типам біологічних компонентів і генетичних мереж;
  • вдумливої ​​перебудови природних живих систем і можливого впровадження інженерних систем, які легше вивчати і з якими можна взаємодіяти;
  • розробки інтегрованих біологічних систем для цілей обробки інформації, виробництва енергії, виробництва хімічних речовин і виготовлення матеріалів.

Синтетичну біологію від традиційної молекулярної і клітинної біології відрізняє можливість створення основних компонентів, які можна моделювати, вивчати і налаштовувати відповідно до конкретних характеристиками. Збірка цих невеликих деталей в більш великі інтегровані системи дозволить вирішувати конкретні проблеми, можливо, навіть лікування хвороб. Подібно до того, як інженери в даний час проектують інтегральні схеми на основі відомих фізичних властивостей матеріалів, а потім виготовляють функціонують схеми і цілі процесори, біоінженери незабаром будуть розробляти і створювати інженерні біологічні системи, в основі яких - синтетичні гени.

На відміну від багатьох інших областей техніки, біологія неймовірно нелінійна і менш передбачувана. Вчені дуже мало знають про те, як працюють гени і як вони взаємодіють. Ось чому так важливо виділити і зрозуміти відносини між усіма деталями біології (послідовності генів, властивості білка, біологічні системи). Тільки після цього можна буде говорити про створення багатокомпонентних біологічних штучних систем.

Від бактерії до людини

Наука стрімко розвивається, створення штучного генома ще не так давно вважалося чимось з області наукової фантастики, але сьогодні вчені вже створили живий організм штучно. Хтось скаже, що це всього лише бактерія, але для науки - це великий прорив. Можливо, це нова форма життя, вважають експерти, і це безперечно ціла нова віха в області синтетичної біології і новий етап розвитку синтетичних генів.

У травні 2019 року дослідники з Лабораторії молекулярної біології Ради з медичних досліджень в Британії повідомили, що вони переписали ДНК бактерій Escherichia coli, створивши синтетичний геном, в чотири рази більший і набагато складніший, ніж будь-який раніше створений.

Це живі бактерії, які мають незвичайну форму і повільно розмножуються. Але їх клітини працюють відповідно до нового набором біологічних правил, виробляючи відомі білки, амінокислоти з реконструйованим генетичним кодом.

Це досягнення одного разу може призвести до утворення організмів, які виробляють нові ліки або інші цінні молекули, як живі фабрики. Ці синтетичні бактерії також можуть стати підказкою до того, як виник генетичний код на ранньому етапі зародження життя на нашій планеті.

Чи можливе створення штучно синтезованого людини? Запущений в червні 2016 року проект Human Genome Project - Write дає вченим можливість краще розібратися в мові програмування геному людини. В рамках проекту дослідники вчаться визначати роль різних ділянок геному і складати власні генетичні коди для клітин, проходячи трудомісткий шлях проб і помилок, дізнаючись, що можуть штучні гени.

Теоретично створення штучної людини з нуля можливо, але це перспектива дуже віддаленого майбутнього, оскільки в даний момент вчені, хоча і розшифрували, як влаштований весь геном людини (завдяки Попереднє проекту Human Genome Project - Read), не розуміють, як працюють ті чи інші ділянки в геномі і до чого призводять зміни в них. Якщо вчені зможуть розібратися і зрозуміти складний біологічний мову нашої ДНК, то зможуть відтворювати його за власними, новими правилами. Написаний біоінженерії генетичний код для «нового» людини не буде містити помилок в своїй структурі і допоможе поліпшити багато його біологічні функції, забезпечуючи імунітет до інфекційних захворювань і навіть радіації. Однак вже зараз зрозуміло, що це створить величезну етичну проблему і фактор небезпеки для біорізноманіття.

Які матеріали необхідні для досліджень

Однак поки використання синтетичних генів є віддаленою перспективою, ми можемо користуватися іншими досягненнями генетики. Генетичні дослідження стали швидким, зручним і доступним способом вирішити багато складних проблем - встановлення родинних зв'язків, попередження розвитку тих чи інших захворювань.

Для будь-якого генетичного дослідження потрібно зразок ДНК, який витягають, як правило, з буккального епітелію. Це стандартний біоматеріал для ДНК-тесту, який отримують шляхом зіскрібка зі внутрішньої сторони щоки. Це комфортна і безболісна процедура, яку навіть можна виконувати самостійно за допомогою домашнього набору. Іноді отримати цей зразок не можна - один з тестованих може бути недоступний з різних причин. У цій ситуації використовуються нестандартні матеріали:

  • тканини зі слідами крові, слини, сперми;
  • зубні щітки, леза бритви і інші предмети особистої гігієни;
  • одноразові трубочки для пиття, склянки, недопалки, жувальні гумки;
  • дитячі пустушки;
  • нігті, волосся з цибулинами, зуби, кістки.

Необхідно розуміти, що шанси на вдале витяг ДНК з нестандартних матеріалів нижче, і це також вимагає більше часу і коштує дорожче.

Детальніше про вартість і терміни роботи зі стандартними і нестандартними матеріалами ви можете дізнатися на сайті Медікал Геномікс Україна. Лабораторія пропонує широкий спектр генетичних досліджень. Ви можете здати зразки в одному з 78 пунктів прийому зразків або замовити набір для домашнього забору. Зателефонуйте, якщо у вас є питання або ви хочете зробити замовлення.

Сподобався пост? Підпишіться на оновлення сайту
Залишити відповідь

Останні статті

За останні кілька десятиліть в області медичної генетики відбулися величезні зрушення. Застосування генетичних технологій в галузі репродуктивної медицини відкрило нову еру медицини.

Різні дородові дослідження дозволили отримувати великий обсяг важливої ​​інформації про стан плода. Якщо раніше для цього використовували потенційно небезпечні інвазивні тести, то тепер достатньо краплі крові матері.

Досудові ДНК-тести використовуються в адміністративних і кримінальних справах для отримання біологічних докази батьківства або причетності до того чи іншого злочину.

Завдяки ДНК-тесту сьогодні ви можете дізнатися інформацію про ваших предків і шляхи їх міграції крізь епохи.

Дезоксирибонуклеїнової кислоти, відома як ДНК, - це не що інше, як молекула, що кодує генетичну інформацію, яка управляє розвитком і функціонуванням живого організму.

Cеквенірованіе ДНК тепер дозволяє генетикам перевіряти певні геномні варіанти у ще ненародженої дитини, використовуючи невеликий зразок крові вагітної матері. Раніше пренатальне генетичне тестування вимагало інвазивних процедур з певними ризиками.

Сурогатне материнство - одночасно важливе досягнення репродуктивної медицини і велика етична проблема. Однак батьків, як правило, цікавить тільки одне питання - що може успадкувати дитина від сурогатної матері?

Сьогодні вчені знають, що спадковість - не вирок. Генетично обумовлену схильність до набору ваги, діабету, серцево-судинних та інших захворювань можна подолати, якісно змінюючи свій спосіб життя. Спорт - одна з тих речей, яка може змінити якщо не все, то дуже багато чого.

Генетичні дослідження сьогодні знаходять застосування в самих різних сферах, які стосуються здоров'я. Одним із трендів останніх років стали ДНК-дієти. У цій статті розглянемо, як це працює і чи може ДНК дієта допомогти в роботі над своїм здоров'ям і тілом.

Вже понад 100 років генетики вивчають, як відмінності в генах визначають наше здоров'я, а також впливають на нашу схильність до здібностям краще освоїти ту чи іншу сферу діяльності.