Микрохромосомы для макроорганизма

Как и при конструировании искусственных клеток, при создании микрохромосом человека и животных исследователи применяют два противоположных подхода. Первый подход — это создание искусственных хромосом с нуля, с помощью синтеза. По такому пути идут большинство научных групп, работающих в этой области. Другой подход предполагает, что основу искусственных хромосом составляют элементы нормальной хромосомы животных, например мыши.

Искусственные хромосомы дрожжей применяются в молекулярной биологии уже давно, главным образом для клонирования (получения множества идентичных копий) генов других эукариотических организмов. Первые искусственные хромосомы человека появились в конце XX века. Такая хромосома должна содержать служебные элементы: теломеры (концевые участки, играющие важную роль в репликации ДНК), точки инициации репликации (удвоения хромосом) и центромеру (структуру, к которой при делении клетки прикрепляются нити, растягивающие парные хромосомы). Все остальное — терапевтические гены, один или больше, или несколько копий одного гена, чтобы синтез закодированного в нем белка шел интенсивнее.

И в культуре клеток, и в организме искусственные хромосомы ведут себя так же, как обычные: они удваиваются при делении клеток и сохраняются у всех потомков исходной клетки. Клетка не делает разницы между своими и приемными хромосомами, и закодированный в дополнительных хромосомах белок исправно синтезируется.

В одном из опытов в кроветворные стволовые клетки мыши ввели искусственные хромосомы, несущие ген эритропоэтина — белка, который способствует образованию эритроцитов и применяется при лечении анемий. Контрольной группе мышей ввели клетки с такими же дополнительными хромосома ми, но пустыми, содержащими только служебные гены. Как и ожидалось, у мышей опытной группы содержание эритроцитов в крови было значительно выше по сравнению с животными контрольной группы.

Создание искусственных хромосом человека, несущих правильную версию гена для лечения наследственных заболеваний (или гены терапевтических белков в случае ненаследственных болезней), — дело ближайшего будущего. Ряд исследователей расценивают искусственные хромосомы как самый многообещающий метод применения ген-модифицированных стволовых клеток для лечения заболеваний человека.

Вводить хромосомы в ядро можно будет либо заключив их в контейнеры-липосомы, либо с помощью инъекций иглой атомно-силового микроскопа. Японские нанотехнологи в ноябрьском номере журнала Nano Letters за 2004 год опубликовали статью, в которой описан зонд длиной 8 микрометров и шириной 200 нанометров. В оболочке ядра клетки после прокола такой иглой образуется брешь диаметром 1 микрометр, которая исчезает после извлечения иглы. Таким способом можно проводить нанохирургические операции с генетическим материалом непосредственно в живых клетках без нарушения целостности их микроструктур.

Разумеется, прежде чем вводить в организм человека клетки с добавочной парой хромосом, этот метод следует тщательно проверить на животных. И вообще, с возможностями генной инженерии и клеточной терапии связаны как большие надежды, так и серьезные опасения: любое открытие, начиная с дубины и огня, люди ухитрялись использовать не только на пользу, но и во вред ближнему своему, другим божьим созданиям и биосфере в целом. Но до сих пор баланс добра и зла от умножения знания был положительным — давайте экстраполируем эту тенденцию и оставим за кадром возможные негативные последствия развития биотехнологии.

Более подробную информацию см. на сайте http://www.cbio.ru

13 Хромосомы и индивидуальное развитие организма


Читать еще…

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: