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

Теперь перейдем к братьям нашим меньшим. Домашние животные – следствие искусственного отбора, направленного на то, чтобы животное соответствовало нуждам хозяев. Популярное домашнее животное хомяк не всегда отличается кротким нравом и добродушием. По крайней мере, так считали ученые из США, которые решили подредактировать геном хомяка и сделать его более дружелюбным. Но получилось все наоборот [30].

С помощью технологии редактирования генома ученые собирались выключить ген, который связан с проявлением агрессивного поведения, путем подавления активирующих его рецепторов вазопрессина – гормона, связанного у людей с чрезмерной агрессией. Но все оказалось не так однозначно: подобная коррекция привела к еще большей агрессии и усилила инстинкты самозащиты. Что же, ученым пришлось признать, что психическая регуляция сложнее, чем предполагалось!

Выключить цвет

Изучать воздействие генной терапии в некоторых экспериментах требуется на стадии эмбриона. Но иногда невозможно внести белок – переносчик гена непосредственно в эмбрион. Например, насекомые развиваются в очень плотной оболочке. Однако недавно японские ученые нашли способ доставить CRISPR-коктейль в половые клетки (об этом подробнее в главе 6) [31]. Группа ученых придумала поместить переносчик опосредованно – в тело материнской особи. Там он проникает в половые клетки и наследуется потомством. Новый подход назвали DIPA-CRISPR, или прямой родительский CRISPR. С помощью такого подхода ученым удалось изменить цвет глаз у 22 % потомства рыжих тараканов и у 50 % потомства жуков-хрущаков. Похожие результаты получались и другими методами. Главное, что подход сработал!

Глава 5 Стволовые клетки

В 2018 году я защитила кандидатскую диссертацию. Ох, как нелегко мне дались аспирантские годы! О нелегкой жизни российских аспирантов я смогла бы написать отдельную книгу, это то еще приключение. Тем не менее мне очень нравилось то, чем я занималась. Ночи, проведенные в лаборатории с наушниками в ушах и образцами в руках… Вот такая у ученых медитация. При этом было ощущение, что я занимаюсь чем-то значимым.

Я переехала в Пущино, чтобы работать над диссертацией, мне дали общежитие. Следующие четыре года я жила с прекрасной соседкой и отвратительными тараканами, которые после очередной травли все равно захаживали в гости. Домашний ребенок, который боялся больше всего на свете переехать в другой город, наконец-то познал все прелести жизни: и страх, и ролтон, и компот. И другие закрутки, привезенные из дома.

Первые дни на работе впервые я смотрю, как люди работают с животными. Впервые я работаю с животными! В первый раз было волнительно, страшно. Крыса может меня укусить, а я заражусь чем-то, а что, если она от меня убежит? Далее по накатанной. Когда меня спрашивают: каково это – работать с животными? Я отвечаю, что это такая же работа, как и любая другая. Это как шутки про патологоанатома и гречку. Каждый привыкает к своей работе, кто-то влюбляется в нее все больше со временем, а кто-то понимает, что хочет попробовать себя в чем-то другом. Тем не менее к любой работе привыкаешь.

Так я начала работать над диссертацией, посвященной изучению действия мезенхимальных стволовых клеток при различных кожных травмах. Тема меня затянула, работа на стыке биологии и медицины – это то, о чем я мечтала со школьных времен.

Итак, моя работа была связана со стволовыми клетками. Самая главная способность этих клеток – самообновляться и превращаться в клетки различных органов и тканей. Они являются своего рода «запасными частями», которые можно использовать, если в организме что-то «поломалось». Использование стволовых клеток в различных областях медицины – перспективное направление, которое может помочь избавить человечество от многих заболеваний. «Добыть» эти клетки можно несколькими способами. Самый часто применяемый – донорство костного мозга (материал часто берут из подвздошной кости, проще говоря, верхней части тазовой кости). Есть другой источник стволовых клеток – эмбрион ранней стадии развития. Однако этот способ сомнителен по этическим причинам и недостаточно изучен в медицине. Существует еще один источник стволовых клеток, самый безопасный – пуповинная кровь и пупочный канатик.

Интересно, что, например, содержащиеся в пуповинной крови и пупочном канатике стволовые клетки можно сразу после рождения ребенка сохранить в специальном банке. В среднем объем собранной пуповинной крови составляет от 40 до 100 мл, это зависит от физиологических особенностей пуповины. Впоследствии, если человек серьезно заболеет, он сможет использовать собственные ресурсы. Однако существуют и минусы стволовых клеток из пуповины по сравнению с клетками, взятых из костного мозга. Поскольку в порции пуповинной крови содержится меньшее количество клеток, чем в порции стволовых клеток, полученных из костного мозга, лечение проходит намного медленнее, а количества клеток, полученных из пуповины, необходимо больше.