Как подружить гены в клетках. Коктейль молодости, светящиеся котики, напечатанные органы и другие прелести науки

Но также при помощи Casl3 авторам работы удалось существенно снизить количество транскриптов для генов, которые с использованием РНК-интерференции подавить не удавалось. Преимуществом CRISPR/Casl3 перед интерференцией оказалась чувствительность связывания.

Однако станет ли метод популярнее своего предшественника, пока не понятно.

Человек с сердцем свиньи

Сегодня генная инженерия зашла настолько далеко, что 57-летнему пациенту с неизлечимой болезнью сердца сделали пересадку этого органа, который взяли у свиньи и генетически отредактировали! Такая манипуляция была последним шансом Дэвида Беннета на жизнь: он уже перенес несколько пересадок клапанов сердца, а пересадить сердце от человеческого донора по неуточненным причинам было невозможно. Случай небывалый: только в конце 2021 года Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США разрешило провести экстренную операцию, которая длилась восемь часов [26].

После операции Дэвид находился на искусственном кровообращении, что нормально для послеоперационного периода, но вскоре его отключили, так как новое сердце прекрасно выполняло свои функции. Врачи отметили, что не наблюдается признаков эндогенного ретровируса свиньи, что возможно при трансплантации органов не от человека.

Вообще, ксенотрансплантация известна еще с 60-х годов прошлого столетия. Тогда пересаживали почки шимпанзе нескольким людям, но реципиентам удавалось прожить не более девяти месяцев после операции. Также известны попытки пересадки сердца бабуина младенцу, родившемуся с дефектом этого органа. Но тогда, в 80-х годах, операция продлила жизнь ребенка всего на 20 дней. Считается, что если брать органы свиней в качестве донорских, то успех операции значительно повышается. В наши дни людям, страдающим диабетом, пересаживают клапаны сердца и клетки поджелудочной железы, которые берут у свиней.

Генетическая модификация ксенотрансплантатов нужна для того, чтобы снизить риск отторжения тканей. Сердце, которое пересадили Беннету, прошло 10 генетических модификаций: ученые отключили четыре гена, среди которых был ответственный за отторжение чужеродной ткани. А еще шесть генов, наоборот, добавили, что сделало орган более толерантным к иммунной системе Дэвида. Но надежды полностью не оправдались: пациент все равно умер спустя два месяца после операции, правда, до сих пор неясно из-за чего. Видимо, предстоит еще выяснить много нюансов, прежде чем технологию возьмут в оборот.

Большую пользу сельскому хозяйству может принести технология выведения потомства определенного пола. Биологи из Лондонского университета Френсиса Крика под руководством Джеймса Тернера опубликовали работу, в которой использовали генное редактирование с помощью методики CRISPR/Cas9, чтобы получить линию потомства мышей одного пола [27]. CRISPR/Cas9 использует специальный белок, нуклеазу, который в процессе деления ДНК может делать разрез цепочки в нужном месте, внося коррективы в гены и «направляющую» РНК, которая показывает, в каком месте сделать разрез. Мишенью для фермента выбрали ген топоизомеразы 1 (Тор 1), работа которого жизненно важна для клеточного деления: без него организм погибает внутриутробно. Для этого составляющие CRISPR-системы разделили по геномам родителей: ген нуклеазы вносили в Y-хромосому отца, а ген, кодирующий направляющую РНК, – в ДНК матери. По отдельности они не оказывают никакого эффекта, но, соединившись в одном организме, эти генетические редакторы не давали строиться ДНК по мужскому типу, и потомство получалось полностью из особей женского пола. При этом количественно потомства появилось больше на 30 %, чем без генной модификации. Скорее всего, произошло такое из-за того, что гибель зародышей одного пола позволила направить все ресурсы на развитие зародышей другого. Ген ТОР 1 имеется у всех животных, и в теории такую методику можно использовать для выведения однополых линий. Но удастся ли привнести новый метод в сельское хозяйство – большой вопрос этического характера, не все люди понимают безвредность ГМО-технологий.

Без отца